Limitadores de corrente supercondutores como elementos de proteção aplicados a microrredes

Coordenador: Marcos Tadeu D Azeredo Orlando

Descrição: A proposta aqui apresentada pretende analisar o comportamento de um dispositivo limitador de corrente de falta supercondutor (DLCFS) na proteção de uma microrrede. Para isso, pretende-se construir o protótipo de uma microrrede composta por painéis fotovoltaicos, gerador eólico e baterias e um protótipo de um DLCFS para avaliar sua capacidade de proteção. Esta investigação é hoje fundamental para o crescimento e independência tecnológica. Atualmente os sistemas de energia estão passando por uma mudança com a inclusão de geração distribuída crescendo o interesse nas microrredes, caracterizando uma descentralização do controle do fluxo de potência na rede de energia. Esta nova formação interfere diretamente na proteção do sistema. O DLCFS será avaliado como o elemento de proteção deste sistema..

Integrantes: Domingos Sávio Lyrio Simonetti – Integrante / Domingos Savio Lyrio Simonetti – Integrante / Marcos Tadeu D´Azeredo Orlando – Coordenador / Wagner T. Costa – Integrante / Lucas Frizera Encarnação – Integrante / Carlos Alberto Baldan – Integrante / Jussara Farias Fardin – Integrante / Walmir de Freitas Filho – Integrante.

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

Situação: Concluído

Microrredes: dimensionamento, controle e gerenciamento

Coordenador: Jussara Farias Fardin

Descrição: Este trabalho propõe a montagem de um sistema isolado dedicado ao estudo de microrredes. A proposta aqui apresentada tem como objetivo desenvolver e incorporar um sistema de gerenciamento no projeto piloto de uma microrrede trabalhando isolada e permitir a análise de seu desempenho incluindo o conceito de redes elétricas inteligentes (smart grid, SG). Este novo conceito provoca uma mudança quanto ao gerenciamento e controle da energia a partir das informações obtidas por sensores distribuídos pela rede desde a geração até os consumidores. A microrrede do projeto piloto é composta por módulos fotovoltaicos, gerador eólico e baterias e está sendo montada no Centro Tecnológico da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES).

Integrantes: Domingos Sávio Lyrio Simonetti – Integrante / Domingos Savio Lyrio Simonetti – Integrante / Fardin, J. F. – Coordenador / Lucas Frizera Encarnação – Integrante / Danilo de Paula e Silva – Integrante.

Situação: Em andamento (2016 – Atual)

Identificação de Distúrbios da Qualidade de Energia Elétrica em Redes com Geradores Eólicos Utilizando Machine Learning e Estratégia de Fusão

Coordenador:Tiago Zanotelli

Descrição: A participação dos geradores eólicos no sistema elétrico é cada vez mais significativa, sendo essencial o atendimento aos requisitos de qualidade de energia elétrica para garantir a confiabilidade do sistema elétrico na presença dessas fontes. As causas dos distúrbios da qualidade de energia elétrica (DQEE) são principalmente fenômenos transitórios na rede elétrica. Nesse contexto, a detecção, identificação e classificação dos DQEE é uma tarefa que demanda precisão e velocidade para que se possam efetuar ações que os corrijam. Esse projeto tem como objetivo a aplicação de técnicas de machine learning combinadas por meio de uma estratégia de fusão, desenvolvendoum sistema de classificação para a identificação de DQEE em redes elétricas com geradores eólicos. A aplicação de algoritmos de machine learning para essa finalidade tem sido demonstrada na literatura, porém ainda há limitações relacionadas à acurácia e ao tempo de resposta. Estudos de diferentes áreas têm sugerido que a combinação destes diferentes machine learning por meio de uma estratégia de fusão podem aumentar a acurácia do classificador, quando comparado a utilização de um único classificador. A modelagem de um sistema elétrico com geração eólica em simulação computacional será submetida a eventos transitórios para a produção de um banco de dados. Técnicas de préprocessamento e extração de características serão aplicadas a este banco de dados. Em seguida, o conjunto de características serão utilizados no treinamento e testes de diferentes classificadores de machine learning, como máquina de vetores de suporte, redes bayesianas, redes neurais baseada em aprendizado profundo. A partir desses resultados será desenvolvido um sistema de classificação utilizando uma estratégia de fusão, a qual combina as melhores características de cada classificador individual, com o objetivo de melhorar a acurácia do sistema de classificação em relação a um classificador individual.

Integrantes: Domingos Sávio Lyrio Simonetti – Integrante / Domingos Savio Lyrio Simonetti – Integrante / ARTHUR E. A. AMORIM – Integrante / Tiago Zanotelli – Coordenador / Gledson Melotti – Integrante / Thomaz Rodrigues Botelho – Integrante / Nelson Henrique Bertollo Santana – Integrante / Bruno Légora Souza da Silva – Integrante / Nirlan dos Santos Benevenuto – Integrante / Rodrigo Fiorotti – Integrante.

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

Situação: Em andamento (2022 – Atual)

Revitalização Lepac

Coordenador: Walbermark Marques dos Santos

Descrição: Revitalização e atualização do Lepac.

Integrantes: Domingos Sávio Lyrio Simonetti – Integrante / Tiara Rodrigues Smarssaro de Freitas – Integrante / Jussara Farias Fardin – Integrante / Walbermark Marques dos Santos – Coordenador / Augusto César Rueda Medina – Integrante.

Situação: Em andamento (2022- Atual)

Núcleo de Simulação em Tempo Real de Energias Renováveis

Coordenador: Lucas Frizera Encarnação

Descrição: Ambiente Hardware in the Loop para simulação de fontes de energias renováveis e sistemas elétricos.

Integrantes: Domingos Sávio Lyrio Simonetti – Integrante / Lucas Frizera Encarnação – Coordenador / Walbermark Marques dos Santos – Integrante / Augusto César Rueda Medina – Integrante.

Situação: Em andamento (2023 – Atual)

Correção de Tensão em Distribuição Secundária com forte Penetração de Sistemas Fotovoltaicos Residenciais

Coordenador: Domingos Savio Lyrio Simonetti

Descrição: O projeto tem como objetivo avaliar soluções técnicas para a correção de tensão em alimentadores de distribuição secundária com forte penetração de geração distribuída fotovoltaica.Por décadas, o fluxo de energia elétrica em alimentadores residenciais tem sido analisado fluindo no sentido transformador residências. A tensão de fornecimento reduzia na mesma direção, e quando ocorria alguma violação as possíveis soluções já estavam catalogadas.Como atualmente há abundância de pequenas unidades geradoras fotovoltaicas (geração distribuída) conectadas ao alimentador secundário, é comum, durante o dia, que a direção de fluxo de energia se inverta, e a tensão ao longo do alimentador aumente, chegando em algumas situações a transgredir os limites previstos em norma.

Integrantes: Domingos Sávio Lyrio Simonetti – Integrante / Domingos Savio Lyrio Simonetti – Coordenador / Johannes A Bruinsma – Integrante.

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

Situação: Em andamento (2023 – Atual)

Estudos em Energias e Sistemas Elétricos

Coordenador: Domingos Savio Lyrio Simonetti

Descrição: São estudados aspectos relacionados a sistemas de distribuição de energia, contendo fontes renováveis de diversas naturezas, e dispositivos eletroeletrônicos atuando na manutenção da confiabilidade e qualidade de fornecimento.

Integrantes: Domingos Sávio Lyrio Simonetti – Integrante / Domingos Savio Lyrio Simonetti – Coordenador / Johannes A Bruinsma – Integrante / Tiara Rodrigues Smarssaro de Freitas – Integrante / DOS REIS, F.S. – Integrante / Filiphe Oliveira Louback – Integrante / ARTHUR E. A. AMORIM – Integrante / OLIVEIRA, FLÁVIO D. C. – Integrante.

Situação: Em andamento (2023 – Atual)

Proteção Digital de Sistemas Elétricos de Potência

Coordenador: Oureste Elias Batista

Descrição: Identificar e localizar faltas rápida e corretamente é uma das premissas para a operação econômica e confiável dos Sistemas Elétricos de Potência (SEP). Assim a operação dos Sistemas de Proteção visa restabelecer o fornecimento de energia elétrica em tempo compatível com as exigências do conjunto de consumidores afetados pela interrupção ou a identificação de defeitos latentes que podem vir a comprometer a integridade do sistema e a segurança da população. A eficiência operacional no setor elétrico, no entanto, é um grande desafio, dadas as inúmeras modificações ocorridas nas últimas décadas. A disseminação de cargas sensíveis e não-lineares, a regulação criteriosa sobre qualidade de energia e, principalmente, a penetração de Geração Distribuída (GD) nos sistemas de distribuição demandam novos estudos para a readequação dos sistemas de controle, comunicação e proteção, a fim de realinhar a operação aos novos cenários. Estes fatos têm colaborado para o recente surgimento de novos conceitos de operação, como apontado nas discussões sobre as Redes Inteligentes (Smart Grids) e Microrredes (Microgrids), que remetem a um maior investimento em infraestrutura de suporte, principalmente na parte de telecomunicações. A utilização de IEDs (Intelligent Electronic Devices), como os relés digitais, e o vertiginoso processo de digitalização dos SEP no Brasil e ao redor do mundo abrem espaço para o desenvolvimento de soluções modernas e mitigação de problemas antes insolúveis. Nesta direção, este projeto de pesquisa se posiciona como difusor das práticas de Proteção Digital, bem como motivador para o desenvolvimento de técnicas avançadas e investigação de novos problemas. Sempre buscando ampliar a fronteira do conhecimento.

Integrantes: Augusto César Rueda Medina – Integrante / Luiz Guilherme Riva Tonini – Integrante / Murillo Cobe Vargas – Integrante / Mariana Altoé Mendes – Integrante / Sergio Pazzini da Silva – Integrante / Edmilson Bermudes Rocha Junior – Integrante.

Situação: Em andamento (2017 – Atual)

Aplicação de Conversores Modulares Multiníveis (MMC) para Controle e Supervisão dos Motores Elétricos dos Transportadores de Correias do Terminal Portuário de Minério de Ferro de Tubarão da VALE 

Coordenador: Prof. Lucas Frizera Encarnação

Financiador(es): VALE S.A. / FAPES 

Resumo: O transporte do minério de ferro no Porto de Tubarão é de suma importância para o plano de negócios da VALE. De fato, este processo é o responsável pelo transporte, propriamente dito, do minério desde a sua origem, iniciada nos viradores de vagões, até o destino final no Porto, representado pelo embarque do minério em navios para ser comercializado no mercado externo. Com metas acima de 100 milhões de toneladas/ano, o sistema de transporte do Porto de Tubarão da VALE pode ser considerado de grande porte e é composto por diversos equipamentos. Entre estes equipamentos encontram-se os transportadores de correias, foco de deste projeto de pesquisa. Somente no Porto de Tubarão existem 145 transportadores de correia totalizando 64 mil metros de correias transportadoras instaladas. Atualmente, o controle destas correias, do ponto de vista do acionamento elétrico de motores, é realizado de forma precária através da partida direta dos motores elétricos pela rede de distribuição local da VALE. O objetivo deste projeto é propor uma solução técnica e economicamente viável para instalação de inversores de frequência multiníveis instalados diretamente na média tensão de forma a modernizar o acionamento elétrico do sistema de transportadores de correias.

Situação: Em andamento (2016 – Atual)

Combate as Perdas usando Reguladores de Tensão 

Coordenador: Prof. Lucas Frizera Encarnação

Financiador(es): EDP Espírito Santo / EDP São Paulo

Resumo: O objetivo principal do projeto é desenvolver um sistema modular (hardware + software) de baixo custo integrado aos relés dos reguladores de tensão com o propósito de combate às perdas, através do cálculo das perdas técnicas e não-técnicas. O sistema a ser desenvolvido prevê a comunicação e a integração deste com o Centro de Controle das distribuidoras do grupo EDP, potencializando a automação dos equipamentos de rede, bem como agregar valor a estes equipamentos com a implementação de algoritmos de sistemas de Qualidade de Energia além de preparar as redes de distribuição das empresas para o advento das redes elétricas inteligentes.

Situação: Finalizado (2016 – 2018)