Joao Bosco Augusto London Junior.

A dimensão e a complexidade operacional crescente dos Sistemas Elétricos de Potência (SEPs) tornam necessário que as empresas do setor atuem constantemente pela adoção de novas tecnologias e como indutoras de inovações. Diversos fatores corroboram para isso, em geral relacionados a um conceito mais amplo denominado Smart Grids (Redes Inteligentes). Compreende, por exemplo: (i) implantação de uma infraestrutura avançada de medição através de medidores inteligentes e de novos sensores capazes de prover medidas fasoriais sincronizadas através das PMUs (do inglês, Phasor Measurement Units); (ii) aumento da penetração de fontes renováveis com alta intermitência, em especial fonte eólica e fotovoltaica; (iii) disseminação de dispositivos com capacidade de armazenar energia; (iv) introdução de tecnologias de estado sólido e de elementos da eletrônica de potência que têm viabilizado a implantação de elos de transmissão em alta tensão em corrente continua (HVDC, do inglês High Voltage Direct Current) e aplicação de dispositivos flexíveis de transmissão em corrente alternada (FACTS, do inglês Flexible Alternating Current Transmission); e (v) digitalização de subestações utilizando normas e protocolos para integrar diferentes equipamentos e aplicações. Face ao exposto, diversas pesquisas têm sido realizadas para desenvolvimento de métodos para auxiliar a operação em tempo real de SEPs, objetivando uma evolução dos métodos já desenvolvidos para se manterem em sintonia com as novas tendências. Nesse contexto este projeto visa contribuir para essa evolução, diagnosticando problemas e propondo soluções para os seguintes tópicos: (i) Estimação de Estado em SEPs (EESEP); (ii) Restabelecimento de Energia em Sistemas de Distribuição (RESD); e (iii) Conexão e operação de Geradores Distribuídos (GDs) em Sistemas de Distribuição (SDs).

Projeto de consultoria para o ONS (Operador Nacional do Sistema) com os seguintes objetivos: (1) Diagnóstico do estado atual do SMSF da empresa em função do grau de observabilidade atual da rede de operação do SIN considerando apenas o SMFS; (2) Estudo de Alocação Otimizada de PMUs no SIN; (3) Análise de Cenários e Proposta de Critério; e (4) Plano de trabalho (Roadmap). Este projeto, proposta vencedora da chamada pública para Negociação NEG_0000784, está sendo desenvolvido pelo INESC PD Brasil, associando USP e INESC PD Brasil, na equipe proponente, além de outras instituições nacionais e estrangeiras na equipe de consultores.

A eletricidade é um importante recurso para a sociedade atual e para o desenvolvimento socioeconômico de uma país, sendo suprida por complexos sistemas elétricos. Dentre estes está o Sistema de Distribuição (SD), responsável pela entrega da energia aos consumidores finais. Apesar de serem projetados para operarem de forma segura, contínua e confiável, os SDs estão sujeitos a eventos de diversas naturezas que podem causar interrupções no fornecimento e enormes prejuízos. Por tratar-se de uma infraestrutura crítica, diversos trabalhos recentes e órgãos regulatórios têm proposto aumentar a resiliência de SDs como meio de maximizar a disponibilidade de energia, mesmo em cenários críticos. A resiliência de um SD consiste na sua capacidade de suportar e reduzir a magnitude e duração de eventos disruptivos, o que inclui antecipar-se, absorver, adaptar-se e recuperar-se rapidamente de tais eventos. Encontrar estratégias capazes de aumentar esta capacidade consiste no problema alvo desta proposta. Por tratar-se de um problema multifacetado, supõe-se que, para abordá-lo adequadamente, deve-se considerar os diversos fatores que podem influenciar a resiliência, tais como: a adequação do sistema de proteção; a influência dos geradores distribuídos; a possibilidade de operação ilhada; a rápida restauração do fornecimento em situações de contingência; a obtenção de uma nova configuração para operação da rede em situações normais que seja capaz de reduzir o tempo de ausência de fornecimento na ocorrência de faltas permanentes; e a estimação de estado para possibilitar a determinação em tempo real do estado de operação; etc. Trabalhos anteriores mostraram a influência de alguns destes fatores no nível de resiliência de SDs. Mas, na presente proposta objetiva-se considerá-los de maneira a propor ações que resultem no aumento da resiliência face a eventos de alto impacto e também a eventos de alta probabilidade de ocorrência.

Nos últimos anos, muitos fatores, como questões ambientais, a desregulamentação do mercadoelétrico, o desenvolvimento de novas tecnologias, a nova política energética têm contribuídopara a expansão do número de pequenos geradores conectados ao sistemas de distribuição. Oaumento da penetração destes pequenos geradores conhecidos como Geração Distribuída (GD)gerou a necessidade de uma reformulação dos tradicionais problemas relacionados aos sistemaselétricos de distribuição para considerar a GD, que em sua grande maioria, utiliza fontes deenergia renováveis (sol e vento) inserindo juntamente com a variação da demanda, elevado nívelde incerteza nestes problemas. Outro elemento muito importante nos dias atuais, que tambémcontribui para esta reformulação, são os dispositivos de armazenamento de energia (baterias),os quais podem operar como carga ou gerador dependendo da necessidade da rede na qualestão inseridos, minimizando o impacto das incertezas relacionadas ao sistema de distribuição.Entretanto muitos destes dispositivos são de propriedade de terceiros, fazendo com que a empresade distribuição crie mecanismos para gerir/mitigar os impactos destes dispositivos. Neste sentido,este projeto de pesquisa propõe estudar alguns dos problemas relacionados ao planejamento eoperação dos sistemas de distribuição, como a reconfiguração de redes, instalação de banco decapacitores e reguladores de tensão, recondutoramento de linhas, planejamento do sistema decontrole e proteção considerando a instalação ou presença de GD e baterias nos sistemas dedistribuição, sendo estes pertencentes à empresa de distribuição ou à terceiros. Além de estudosconsiderando as ações descritas anteriormente considerando apenas a iniciativa da empresa dedistribuição, propõe-se realizar também estudos considerando diferentes agentes tomadores dedecisão, como os proprietários da GD e baterias e até mesmo agentes relacionadas ao mercadode energia. Assim o presente projeto de pesquisa visa contribuir com o esclarecimento de lacunasexistentes nos problemas relacionados ao planejamento e operação de sistemas de distribuiçãocom GD e dispositivos armazenadores de energia.

Projeto de consultoria para o ONS (Operador Nacional do Sistema) com os seguintes objetivos: (i) Diagnóstico do Estimador de Estado Reger integrado ao sistema de supervisão e controle do ONS; (ii) Levantamento do Estado da Arte (academia e indústria); e (3) Prospecção de soluções adequadas ao ONS. Este projeto, proposta vencedora da chamada pública para Negociação NEG_0000139, foi desenvolvido pelo INESC PD Brasil, associando USP, UFPR e INESC PD Brasil na equipe proponente, além de outras instituições nacionais e estrangeiras na equipe de consultores.

Visando reduzir o tempo de restabelecimento de energia e melhorar os indicadores de continuidade da concessionária, o objetivo geral deste projeto é desenvolver uma plataforma integrada aos sistemas da COPEL DIS, para otimização do processo de restabelecimento de energia da concessionária, aplicável em sistemas de distribuição de 13,8kV e 34,5kV, com ambientes de simulação para planejamento e de operação em tempo real, que considera a influência de geração distribuída, estimativa de demanda, corte de carga, direcionamento de equipes e mudanças topológicas em redes de distribuição por meio de modelagem analítica e computacional.

O presente projeto visa melhorar os indicadores de continuidade do serviço de distribuição de energia elétrica da COPEL, pela otimização do processo de restabelecimento de energia após a implementação de uma metodologia para reconfiguração de redes, que deverá utilizar as potencialidades das redes inteligentes (Smart Grids) relacionadas ao processo de automação de sistemas de distribuição. Tendo em vista os diversos objetivos que devem ser considerados para obtenção de um plano de restabelecimento de energia, alguns dos quais conflitantes, para desenvolver a metodologia proposta utilizar-se-á algoritmos evolutivos multiobjetivos de segunda geração. Para garantir eficiência computacional para metodologia proposta, a topologia elétrica do sistema de distribuição da COPEL será representada computacionalmente por uma nova estrutura de dados, baseada no conceito de grafos, denominada Representação Nó-Profundidade..

Os tópicos a serem abordados neste projeto podem ser divididos em: Estimação de Estado em Sistemas Elétricos de Potência (EESEP) e Reconfiguração de Redes em Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica (RRSD).
Em termos de EESEP as propostas de pesquisa deste projeto são as seguintes:
Proposta 1: Desenvolver um estimador de estado, juntamente com um método para análise de observabilidade e redundância de medidas, que faz uso de medidas convencionais (amplitude de tensão, fluxo e injeção de potência) e de medidas fasoriais;
Proposta 2: Desenvolver um estimador de estado para sistemas de distribuição de energia, que leve em consideração todas as particularidades desses sistemas;
Proposta 3: Desenvolver um método para tratar o problema de alocação de pontos de medição, em sistemas de distribuição, para efeito de estimação de estado. A idéia é desenvolver um método que leve em consideração requisitos como o custo do sistema de medição e a observabilidade do sistema, sendo capaz de definir um conjunto mínimo de pontos de medição (indicando também o tipo de medidor) e de pontos de geração de pseudo-medidas complementares necessárias para atender tais requisitos.
Para destacar a relevância dessas propostas, vale lembrar que nos congresssos IEEE PowerTech Conference 2009, relizado em Bucarest ? Romênia, e no IEEE Power Engineering Society General Meeting 2009, realizado em Calgary ? Canadá, os temas mais abordados referentes ao processo de EESEP foram ?Utilização de medidas fasoriais para melhoria do processo de EESEP? e ?Estimação de estado em sistemas de distribuição?.
Em termos de RRSD propõe-se o desenvolvimento de uma metodologia eficiente para reconfiguração de redes em sistemas de distribuição de médio e grande porte, considerando todas as suas linhas, barramentos, cargas e chaves.

Estudo e desenvolvimento de um programa computacional para realização das diversas etapas envolvidas no processo de estimação de estado em sistemas elétricos de potência para o sistema de distribuição da CEEE. As etapas são as seguintes: (i) Obtenção e atualização da topologia do sistema no modelo barra-linha, com a devida associação de medidores; (ii) Análise e restauração de observabilidade; (iii) Estimação de estado propriamente dita; e (iv) Processamento de erros grosseiros.

Trata-se de um Projeto Temático apoiado pela FAPESP, que visa o desenvolvimento de técnicas para análise e controle de sistemas elétricos de potência, tanto do ponto de vista estático quanto do ponto de vista dinâmico. A coordenação geral do projeto está a cargo do Prof. Newton Geraldo Bretas, e o objetivo central é a melhoria da operação do sistema de potência pela utilização coordenada das técnicas propostas. No que se refere às análises estáticas, coordenadas pelo Prof. João Bosco Augusto London Jr., o projeto enfoca o desenvolvimento de ferramentas para a análise de observabilidade e estimação de estados e parâmetros em sistemas de geração e transmissão de energia elétrica. As análises dinâmicas estão divididas em três tópicos fundamentais: a) estudos de estabilidade a grandes perturbações, coordenados pelo Prof. Luís Fernando Costa Alberto, visando o desenvolvimento de técnicas para o tratamento de instabilidades advindas de grandes perturbações nos sistemas de geração e transmissão de energia elétrica; b) estudos de estabilidade a pequenas perturbações, coordenados pelo Prof. Rodrigo Andrade Ramos, com o intuito de desenvolver técnicas para análise e controle de instabilidades originadas após pequenas perturbações nos sistemas de geração e transmissão de energia elétrica e; c) estudos de colapso de tensão, coordenados pelos Profs. Luís Fernando Costa Alberto e André Christóvão Pio Martins, objetivando a criação de ferramentas para a melhoria dos processos de análise de fenômenos de colapso de tensão em sistemas de geração e transmissão de energia elétrica.

Trata-se de projeto de pesquisa vinculado ao Edital Universal 02/2006 do CNPq, que tem como objetivo desenvolver técnicas para a melhoria da operação de sistemas elétricos de potência, tanto do ponto de vista dinâmico quanto estático. Os tópicos abordados são relacionados à observabilidade e a estimação de estados e parâmetros em sistemas de potência e a análises lineares e não lineares da estabilidade destes sistemas, bem como o projeto de controladores para garantir tal estabilidade com um desempenho satisfatório na resposta a perturbações.
Coordenador: Newton G. Bretas
Pesquisadores responsáveis: João Bosco A. London Junior; Luís F. Costa Alberto; Rodrigo Andrade Ramos; André Christóvão Pio Martins e Ricardo Vasques.

Trata-se de projeto de pesquisa vinculado ao Edital Universal 01/2003 do CNPq, sob o número de processo 470397/2003-9. Este projeto visa o desenvolvimento de pesquisas na área de análise e controle de sistemas elétricos de potência, relacionadas aos seguintes tópicos: - Projeto de controladores robustos para o amortecimento de oscilações eletromecânicas; - Análise da estabilidade por métodos diretos; - Análise dos processos de colapso de tensão; - Avaliação da observabilidade em sistemas de energia elétrica; - Identificação de medidas críticas em redes de transmissão e distribuição de energia elétrica.

Descrição: Este projeto de pesquisa tem por objetivo principal o desenvolvimento de novas técnicas de análise e controle de sistemas de potência e como objetivo subliminar a preparação dos estudantes envolvidos nestas pesquisas para atuar num mercado de trabalho cada vez mais exigente. Estes objetivos são atingidos desenvolvendo-se pesquisas em diversas áreas relacionadas ao controle e à análise de sistemas de potência. Do ponto de vista técnico são abordados temas em que o grupo já adquiriu razoável competência. São eles: -Estimação de Estados: Observabilidade de Redes e Confiabilidade de Conjunto de Medidas -Estabilidade Transitória Utilizando Métodos Energéticos - Projeto de Controladores de Amortecimento Robustos - Análise de Colapso de Tensão - Reestabelecimento de Sistemas de Energia
Processo Número: 2001/08083-5