Categoria: Projetos

Coordenador: Helio Marcos Andre Antunes

Descrição: Atualmente o setor elétrico vivencia uma expansão da geração distribuída, e dentro desse contexto as microrredes vêm ganhado destaque. Uma microrrede é um conjunto de microfontes de geração de energia elétrica, cargas elétricas e elementos armazenadores de energia conectados à rede elétrica, e controlados por uma unidade central. Nas microrredes c.a. é de interesse definir uma nova topologia de conversor que agregue em uma única estrutura os três conversores básicos, definidos como supridor de rede, formador de rede e suporte à rede. Um conversor que pode ser adaptado para obter essa configuração multifuncional é o dispositivo dinâmico de proteção série. Nessa configuração o inversor é conectado em série com a rede elétrica sem isolamento galvânico, o que garante uma compensação dos fenômenos que degradam a qualidade da energia elétrica ligados à forma de onda da tensão. Nesse projeto é proposto um conversor multifuncional monofásico fundamentado no compensador série e aplicado em uma microrrede c.a com arquitetura de controle centralizada. Além de desenvolver as funções típicas dos conversores das microrredes, o conversor multifuncional pode mudar a sua topologia de conexão com a rede de série para paralelo e vice-versa, dependendo das condições da rede principal e microrrede. Essa flexibilidade de operação permite o conversor operar como: (i) formador de rede produzindo uma referência de tensão e gerenciando o black − start; (ii) supridor de rede com injeção de potência ativa na microrrede; e (iii) suporte à rede provendo serviços ancilares como regulação de tensão, compensador de sag e swell, função de filtro ativo série ou paralelo com compensação de reativos, desbalanço e harmônicos. Por meio de simulação computacional serão demonstrados todos os modos de operação do conversor multifuncional, com todo o controle proposto. Também será desenvolvido um protótipo monofásico do conversor multifuncional com operação no modo formador de rede, demonstrando assim uma das funcionalidades da configuração proposta.

Integrantes: Helio Marcos Andre Antunes – Coordenador / Jussara Farias Fardin – Integrante / Sidelmo M. Silva – Integrante / MACHADO, ALYSSON AUGUSTO PEREIRA – Integrante / Oureste Elias Batista – Integrante / Augusto César Rueda Medina – Integrante / Gilson Coelho Machado filho – Integrante / Matheus Lima de Assis Bernardino – Integrante / Fabrício Nunes Paiva – Integrante / Dannilo Peruch Alves Gama – Integrante.
Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo – Auxílio financeiro.

Situação: Concluído.

Coordenador: Danilo Iglesias Brandão

Descrição: O Brasil é um dos países de destaque no setor de exploração de óleo e gás, principalmente na exploração em águas profundas. As plataformas convencionais são compostas majoritariamente por equipamentos eletromecânicos de energia conectados ao barramento de 13,8 kV. Um sistema típico 13,8kV de uma plataforma de produção possui diversos trens de compressão acionados por motores de indução com potências superiores a 10MW e partindo diretamente da rede. Esse método de partida, apesar de simples, acarreta em um nível de curto-circuito elevado no sistema 13,8kV, necessidade de equipamentos adicionais de segurança, além de conferir uma eficiência elétrica baixa ao sistema. Nesse contexto, o presente projeto visa analisar a viabilidade técnica e o impacto no sistema elétrico existente da modificação do acionamento elétrico nos principais motores do barramento de 13,8 kV de partida direta (DOL – direct on line) por acionamento através de conversores de frequência (VFD – Variable frequency drive). Espera-se que, com a inserção dos VFDs, o sistema elétrico apresente melhor eficiência energética, qualidade de energia elétrica, e redução do nível de curto-circuito. Nesse projeto serão analisados os inversores de frequência de média tensão disponíveis comercialmente e que atendam as necessidades da plataforma de petróleo. Adicionalmente, o uso de VFDs com retificadores ativos e estratégias de controle cooperativo têm potencial de aumentar os ganhos em eficiência, qualidade de energia e estabilidade do sistema. Será desenvolvido um modelo numérico de um VFD com entrada passiva e outro com entrada ativa, e serão realizadas simulações que permitam avaliar o desempenho em regime permanente, transitório de partida, e operação durante falta (curtos monofásico e trifásico) para avaliação do nível de curto-circuito no sistema de 13,8kV.

Integrantes: Helio Marcos Andre Antunes – Integrante / Danilo Iglesias Brandão – Coordenador / Sidelmo M. Silva – Integrante / Braz J. C. Filho – Integrante / Laís Abrantes Vitoi – Integrante / Lorrana Faria da Rocha – Integrante / João Marcus Soares Callegari – Integrante.

Financiador(es): Petróleo Brasileiro – Rio de Janeiro – Matriz – Cooperação.

Situação: Concluído.

Coordenador: Luiz Carlos Pereira da Silva

Descrição: Este projeto propõe o desenvolvimento de um novo sistema para monitoramento e gerenciamento de cargas elétricas residenciais. O trabalho visa buscar uma relação de compromisso entre intrusividade e precisão. A ideia básica é unir as melhores características de dois tipos de monitoramento, Intrusivo e Não Intrusivo, e disponibilizar as informações ao consumidor através de um computador, smartphone ou tablet, através dos quais o usuário pode configurar suas preferências de funcionamento dos eletrodomésticos. O Monitoramento Intrusivo mede cada equipamento individualmente e apenas organiza as medidas efetuadas, sendo assim é um sistema preciso e consequentemente mais caro, porém, computacionalmente mais simples. O Monitoramento Não Intrusivo tem como objetivo estimar o consumo de cada carga reconhecendo suas características de funcionamento através de medidas efetuadas no ramal principal da instalação elétrica. Como o Monitoramento Não Intrusivo faz uso de apenas um sensor, é um sistema mais barato e menos preciso, porém é computacionalmente mais complexo. A união destas duas abordagens visa reduzir custos e sem ter danos à precisão. Aliado ao sistema de monitoramento será desenvolvida uma inteligência artificial capaz de decidir qual eletrodoméstico deve ser ligado/desligado, buscando minimizar o valor da fatura a partir da tarifa branca e outras configurações desejadas pelo consumidor. O que dará ao consumidor residencial liberdade e eficácia na redução de custos com energia elétrica.

Integrantes: Jussara Farias Fardin – Integrante / Wagner Teixeira da Costa – Integrante / Hader A D Azzini – Integrante / Evandro O T Salles – Integrante / Luiz Carlos Pereira da Silva – Coordenador.

Situação: Concluído

Coordenador: Jussara Farias Fardin

Descrição: Desde a descoberta dos supercondutores de altas temperaturas houve um grande progresso no desenvolvimento de aplicações de materiais supercondutores em sistemas de energia, incluindo geradores, motores, transformadores, cabos, sistemas de armazenamento de energia e limitadores de corrente de falta, sendo esta última uma das aplicações mais promissoras. O Grupo de Supercondutividade Aplicada- SUPERA da UFES investiga a aplicação de supercondutor de alta temperatura em sistemas de energia, construindo dispositivos limitadores de corrente. Limitadores de corrente são dispositivos capazes de reduzir os níveis de curto-circuito num sistema elétrico antes que os dispositivos de proteção atuem e que não influenciem na operação normal do sistema. A aplicação tecnológica de supercondutores envolve a manufatura de cerâmicas supercondutoras de alta temperatura e a determinação de suas características principais. A característica da cerâmica indicará para qual aplicação ela estará apta.

Integrantes: Jussara Farias Fardin – Coordenador / Flávio Barcelos Braz da Silva – Integrante / Flávio Duarte Couto Oliveira – Integrante / Marcos Tadeu D’Azeredo Orlando – Integrante / Domingos Sávio Lyrio Simonetti – Integrante.

Situação: Concluído.

Coordenador: Shirley Peroni Neces Cani

Descrição: Em instalações elétricas prediais são empregados fios e cabos de baixa tensão cujo principal material isolante é o PVC. Esses fios e cabos têm vida útil limitada que é basicamente função da degradação térmica do material isolante. Essas instalações geralmente são embutidas, de difícil inspeção visual. As técnicas de análise da integridade do isolamento atualmente praticadas levam a conclusões qualitativas e pouco precisas. A degradação do isolamento pode levar a ocorrências de fugas de corrente elétrica e curto-circuitos que, se não forem estancadas pelo sistema de proteção, pode levar até a incêndios. Nesta pesquisa, pretende-se avaliar a empregabilidade da inspeção termográfica, uma técnica não invasiva e não destrutiva, para avaliação da vida útil remanescente de cabos elétricos de baixa tensão isolados a PVC. O desenvolvimento de um método de inspeção desses cabos por termografia infravermelha permitirá avaliar a integridade de seu isolamento sem desligamento da instalação, sem remoção de amostras ou partes dos circuitos elétricos e à distância.

Integrantes: Jussara Farias Fardin – Integrante / Pablo Rodrigues Muniz – Integrante / Shirley Peroni Neces Cani – Coordenador / Kinglston Soares – Integrante.

Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo – Auxílio financeiro.

Situação: Concluído.

Coordenador: Jussara Farias Fardin

Descrição: Este trabalho propõe a investigação de um modelo de conversor bidirecional que atenda especificações visando o melhor desempenho e funcionalidade bem como o gerenciamento do fluxo de energia do sistema no qual estiver inserido, por exemplo, um veículo elétrico. Serão propostas técnicas de modelamentos e será desenvolvida a bancada de teste para a comparação e validação de modelos.

Integrantes: Jussara Farias Fardin – Coordenador / Lucas Frizera Encarnação – Integrante / Vinícius Secchin de Melo – Integrante / Walbermark Marques dos Santos – Integrante.

Situação: Concluído.

Coordenador: Jussara Farias Fardin

Descrição: Dentro da estrutura hierárquica de controle das microrredes, este projeto propõe a implementação do Controle Preditivo Baseado em Modelo (MPC) cujas variáveis de estado e controle têm características reais, binárias e aleatórias. A solução do problema será obtida através de novos algoritmos de otimização aplicados ao Controle Preditivo da Microrrede, usando programação não linear, programação inteira mista e programação estocástica aproximada.

Integrantes: Jussara Farias Fardin – Coordenador / José Leandro Félix Salles – Integrante / Danilo de Paula e Silva – Integrante / Oureste Elias Batista – Integrante.

Situação: Em andamento (2017 – Atual)

Coordenador: Lucas Frizera Encarnação

Descrição: Este projeto de pesquisa visa a validação experimental das estratégias de controle e modulação desenvolvidas para o E-SST baseadas nos conceitos do MPC e GT concebidas pelo proponente no Edital Universal 2021-N18. A validação experimental será baseada na comparação dos resultados em regime permanente e transiente obtidos com a topologia convencional (SST) e aprimorada (E-SST). Após validação experimental da metodologia proposta, a mesma será aplicada em outras topologias de conversores similares.

Integrantes: Jussara Farias Fardin – Integrante / Daniel Carletti – Integrante / Imene Yahyaoui – Integrante / Lucas Frizera Encarnação – Coordenador / Odair de Barros Junior – Integrante / Augusto César Rueda-Medina – Integrante / Luís Guilherme Barbosa Rolim – Integrante / Thiago Silva Amorim – Integrante / Renner Sartório Camargo – Integrante / Emilio José Bueno Peña – Integrante / Bernardo Figueiredo de Andrade Campos – Integrante / Gabriel Gaburro Bacheti – Integrante / Vinícius da Luz – Integrante / ADRIANO F. NARDOTO – Integrante / Fádua Cozac Gonçalves del Piero – Integrante.

Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – Auxílio financeiro.

Situação: Em andamento (2023 – Atual)

Coordenador: Imene Yahyaoui

Descrição: Este projeto propõe um novo conceito para a implementação de um edifício de baixo consumo de energia (nZEB) utilizando técnicas de Deep Learning , a saber, memória bidirecional (BiLSTM) e regressão linear por mínimos quadrados (LLS). O projeto conta com a participação de especialistas da Universidad Rey Juan Carlos (URJC), da Universidad de Alcalá de Henares (UAH), da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) e do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo (IFES).

Integrantes: Jussara Farias Fardin – Integrante / Lucas Frizera Encarnação – Integrante / Rodrigo Fiorotti – Integrante / Imene Yahyaoui – Coordenador / Helder Roberto de Oliveira Rocha – Integrante / Francisco Javier Rodríguez Sánchez: – Integrante / Araceli Hernández Bayo – Integrante / Ana Elizabeth García Sipols – Integrante / María Cristina Rodríguez Sánchez – Integrante / Clara Simón de Blas – Integrante.

Situação: Em andamento (2024 – Atual)

Coordenador: Jussara Farias Fardin

Descrição: O Laboratório de Eletrônica de Potência e Acionamento Elétrico (LEPAC) da UFES possui um protótipo de uma microrrede (MR) composta por módulos fotovoltaicos e gerador eólico. Propõe-se neste trabalho desenvolver um sistema de gerenciamento energético da MR combinando o uso de técnicas de Inteligência Artificial e Digital Twin. O modelo virtual do Digital Twin a ser implementado será capaz de representar fidedignamente um modelo real da MR, com a finalidade de poder aplicar algoritmos de otimização para o gerenciamento da energia da MR e mensurar seu desempenho do ponto de vista técnico, econômico e ambiental.

Integrantes: Jussara Farias Fardin – Coordenador / José Leandro Félix Salles – Integrante / Cristina Engel Alvarez – Integrante / Rodrigo Fiorotti – Integrante / José J C S Santos – Integrante / Helder Roberto de Oliveira Rocha – Integrante / Marcia Helena Moreira Paiva – Integrante / Tiara Rodrigues Smarssaro de Freitas – Integrante / Caroline Tedesco Santos Passos – Integrante / Eduardo Lima Pereira – Integrante / Nildiane Carvalho Rohr – Integrante / Brunella Bermudes Prati Sant´Ana – Integrante / Elisa Pola Simonetti – Integrante / Sofía Pola Simonetti – Integrante.

Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo – Auxílio financeiro.

Situação: Em andamento (2024 – Atual)