SEPOC

DESPACHO ECONÔMICO DE UMA MICRORREDE ISOLADA A PARTIR DE PROGRAMAÇÃO LINEAR.

Tiago Mroginski — 2024-11-08

As microrredes podem ser otimizadas de forma a reduzir custos, aumentar eficiência e confiabilidade do sistema. Visto o acima exposto, este artigo possui o objetivo de realizar a otimização de uma microrrede isolada, realizando o despacho otimizado das diferentes gerações de energia que constituem o sistema. A microrrede avaliada é constituída de geração fotovoltaica, geração eólica, sistema de armazenamento de baterias e de hidrogênio. A otimização é feita no software MATLAB através de Programação Linear. A função objetivo possui o intuito de minimizar o custo do consumo de geração, visando assim promover uma microrrede eficiente e economicamente viável.

Metodologia para análise de geração compartilhada: Uma abordagem para investidores em diferentes regiões do Brasil

Lucas Cancio — 2024-11-07

A geração solar distribuída está crescendo nacionalmente devido à maior competitividade no setor e ao aumento da demanda por energia elétrica, sendo impulsionada também pelas altas tarifas das concessionárias, que impactam significativamente os consumidores. Este artigo apresenta uma modelagem de usinas de geração compartilhada para locação em cinco regiões do Brasil, analisando as implicações do marco legal da geração distribuída, especialmente a Lei 14.300, do ponto de vista dos investidores. Foram analisados os aspectos financeiros das usinas de geração compartilhada, incluindo flutuações no retorno de investimento, usando indicadores como a Taxa Interna de Retorno (TIR), o Valor Presente Líquido (VPL) e o período de recuperação do investimento. A cidade de Brasília/DF se destacou na pesquisa, mostrando valores de retorno financeiro mais atrativos, mesmo com as novas regras da Lei. O estudo tem como propósito demonstrar a rentabilidade das usinas de investimento em diferentes regiões e o impacto das mudanças regulatórias nesses projetos

METODOLOGIA DE ESTIMAÇÃO DE DADOS DE TEMPERATURA AMBIENTE PARA APLICAÇÕES NO SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA

João Augusto Beladona Menezes — 2024-11-07

Este estudo tem como objetivo desenvolver e aplicar uma metodologia, utilizando Octave para estimar a temperatura ambiente em locais com dados limitados no Sistema Elétrico de Potência (SEP). A pesquisa se propões a responder à questão de como obter estimativas precisas de temperatura em áreas com coleta de dados restrita. A metodologia adotada inclui o uso de interpolação, por meio do método IDW, com base em dados de outras regiões para gerar modelos e algoritmos. Os resultados evidenciam a eficácia da abordagem, proporcionando estimativas precisas em cenários desafiadores. Este estudo contribui para a gestão térmica no setor elétrico, oferecendo soluções adaptáveis para a falta de dados, promovendo uma metodologia robusta e ajustada às nuances locais, ampliando sua aplicabilidade prática.

Análise da viabilidade econômica da utilização de baterias LiFePO4 na microgeração distribuída sob vigência da Lei nº 14.300/2022

Maria Teresa Targino Macedo Silveira Carlos — 2024-11-18

A Lei 14.300/2022 estabeleceu o Marco Legal para a microgeração e minigeração distribuída, propondo mudanças importantes no mercado fotovoltaico. O presente trabalho analisa a viabilidade econômica, sob a vigência da referida lei, de um sistema solar fotovoltaico conectado à rede associado a bateria de lítio (LiFePO4), como uma alternativa técnica para reduzir a injeção de energia na rede elétrica convencional, a partir da redução dos custos associados à tributação do Fio B. Para esta finalidade, realiza uma comparação entre um sistema híbrido utilizando baterias para armazenar uma parte da energia produzida e outro que injetaria toda a sua produção excedente na rede elétrica. Verificou-se que os sistemas fotovoltaicos projetados com armazenamento de energia em baterias do tipo LiFePO4 ainda não apresentam viabilidade para unidades consumidoras deste tipo, em decorrência dos altos investimentos.

AVALIAÇÃO DE SISTEMAS DE RESFRIAMENTO PARA PLACAS FOTOVOLTAICAS

Anderson Zini — 2024-11-18

A geração de energia elétrica através de placas fotovoltaicas vem se destacando dentre as fontes de energias renováveis. Mas infelizmente as placas absorvem apenas parte da radiação solar incidente para a conversão em energia elétrica, sendo a maior parte convertida em calor que eleva a temperatura das células dessas placas, causando a diminuição da energia gerada e consequentemente da sua eficiência elétrica. Assim, com o intuito de aumentar a eficiência elétrica e melhorar a produção de energia das placas fotovoltaicas, foi realizado neste trabalho um estudo sobre métodos de resfriamento para essas placas. Sendo avaliados os efeitos que esses métodos causam na eficiência e nos parâmetros das placas com resfriamento. Para realizar a análise, foi desenvolvido um sistema de medição para realizar leitura, coleta e o armazenamento em um dataset dos dados dessas placas e das condições climáticas. Por fim, é realizada a estimativa da viabilidade econômica desses métodos através do cálculo do payback.

Modelagem de um Conversor CC-CC Ponte-Completa Aplicado a Processos de Soldagem a Arco Elétrico

Rafael Concatto Beltrame, belltrame@gepoc.ufsm.br — 2024-11-18

O conversor CC-CC ponte completa empregando modulação PWM phase-shift (modulação por largura de pulso com deslocamento de fase) é usualmente empregado em fontes para soldagem multiprocessos. De modo a realizar o correto dimensionamento dos controladores de corrente e tensão responsáveis por garantir a qualidade final da solda, tanto o modelo do conversor quando do processo precisam ser determinados. Desse modo, este trabalho apresenta a modelagem matemática, empregando o modelo médio em espaço de estados, do referido conversor e do processo de soldagem. Assim, obtém-se as funções de transferência que serão empregadas no projeto dos controladores das malhas de corrente e tensão para diferentes processos de soldagem, como eletrodo revestido (Shielded Metal Arc Welding – SMAW), MIG/MAG (Metal Inert Gas/Metal Active Gas) e TIG (Tungsten Inert Gas). Resultados de simulação são apresentados para validar os modelos.

Estratégias e Técnicas de Controle Empregadas em Soldagem a Arco Elétrico

Rafael Concatto Beltrame — 2024-11-22

Este trabalho traz uma extensa revisão bibliográfica acerca de estratégias e técnicas de controle aplicadas a processos de soldagem a arco elétrico, com destaque para os processos MIG/MAG, TIG e eletrodo revestido. Além das técnicas de controle, são revisadas técnicas de monitoramento que fazem o uso de sensores de imagem e de temperatura. Salienta-se que as principais técnicas de controle das variáveis do processo de solda (como tensão e corrente do arco), identificadas na literatura, fazem uso de controladores Proporcional Integral (PI), Sliding Mode Control (SMC) e lógica Fuzzy (FLC).

Ajustes do ERAC para assegurar a estabilidade do sistema elétrico em cenários de desequilíbrio de frequência

Gabriel Quevedo dos Santos — 2024-11-22

Este artigo apresenta uma análise aprofundada dos ajustes do Esquema Regional de Alívio de Carga (ERAC) em um sistema teste modelado no software DigSilent PowerFactory. A pesquisa investiga a resposta dinâmica de um sistema elétrico de potência diante de eventos de redução de frequência, examinando a eficácia dos ajustes existentes e propondo novas configurações para otimizar o despacho de carga em situações críticas. Por meio da implementação e simulação dos ajustes do ERAC, o estudo busca aprimorar a estabilidade do sistema e a capacidade de resposta em eventos de emergência. A análise detalhada dos parâmetros de ajuste, como os limites de frequência, percentuais de corte de carga e tempos de atuação, visa melhorar a eficiência operacional e a segurança do sistema elétrico de potência. Os resultados obtidos a partir da avaliação dos ajustes propostos contribuem para a otimização do ERAC, visando mitigar os impactos de quedas de frequência e garantir a confiabilidade do fornecimento de energia elétrica em cenários desafiadores. A pesquisa destaca a importância da correta configuração dos ajustes do ERAC para a operação segura e estável do sistema interligado, fornecendo insights valiosos para aprimoramentos futuros na gestão de emergências no setor elétrico.

Controle Preditivo Baseado em Modelo para Conversores Buck com Erro Nulo de Regime Permanente e Análise de Estabilidade

Robert Uiliam Marin Viaro — 2024-11-22

Este artigo trata de um controle preditivo baseado em modelo aplicado à regulação de tensão de um conversor buck. O controle proposto utiliza uma função custo dada por uma soma ponderada do erro de rastreamento ao quadrado e do sinal de controle ao quadrado, permitindo ao projetista encontrar uma boa relação de compromisso entre rastreamento e esforço de controle. A abordagem fornece erro nulo de regime permanente e
uma análise de estabilidade baseados em expressões matemáticas. Figuras de mérito são fornecidas para auxiliar o projetista na escolha dos pesos da função custo. Os resultados ilustram que incluindo a energia do sinal de controle na função custo conseguese obter desempenhos transitórios rápidos, mantendo erros nulos de regime permanente, com sinal de controle suave, viável para implementação por meio de modulação por largura de pulso.

Controle Preditivo Baseado em Modelo para Fontes Ininterruptas de Energia: Estabilidade e Desempenho

Robert Uiliam Marin Viaro — 2024-11-22

Este artigo traz como contribuição um controlador preditivo baseado em modelo aplicado ao rastreamento
de referencias senoidais para uso em inversores empregados em fontes ininterruptas de energia. A estratégia proposta considera o atraso na implementação digital do sinal de controle e os limites
de amplitude deste sinal em inversores. A função custo utilizada é dada por uma soma do erro de rastreamento ao quadrado e do sinal de controle ao quadrado, com horizonte de predição igual a 2 e com apenas um fator de ponderação, γ, empregado para a sintonia do controlador. Um estudo de caso, baseado em
parâmetros da literatura para uma fonte ininterrupta de energia,
mostra como γ pode ser escolhido, utilizando como base os
valores m´edios quadráticos do erro de rastreamento e do sinal de
controle, em um ensaio de rastreamento de referência senoidal.
Uma análise de baseada nos polos em função de γ demonstra
a estabilidade do sistema em malha fechada e também limites
de desempenho. Resultados de simulação ilustram a eficácia do
controle proposto.

Avaliação da Energia Incidente de Arcos Elétricos para Diferentes Configurações de Eletrodos

Pedro de Oliveira Bacin — 2024-11-22

Este trabalho investiga os efeitos da composição dos eletrodos na energia incidente (EI) em eventos de arcos elétricos. Embora o guia IEEE Std 1584-2018 considere o impacto da composição eletrodos Ena EI insignificantes, no que se refere ao cobre e ao alumínio, ensaios experimentais com esses materiais sugerem diferenças significativas entre a EI medida e a calculada, especialmente em níveis de energia elevados. Os resultados indicam que a composição dos eletrodos pode ter um efeito mais significativo na EI do que previamente suposto. Enquanto os resultados com eletrodos de cobre mostram consistência com as previsões do guia IEEE Std 1584-2018, os de alumínio apresentam desvios notáveis. Dessa forma, este estudo destaca a importância de esclarecer as razões para considerar os materiais dos eletrodos irrelevantes nas normas de segurança elétrica e ressalta a necessidade de mais estudos experimentais para validar e melhorar os modelos preditivos.

Manutenção Preditiva Para Garantir a Operação Segura de Subestações de Energia: Um estudo de Caso em um Laboratório de Arcos Elétricos

Felipe da Silveira Cardoso — 2024-11-22

Este trabalho discute os benefícios da manutenção preditiva aplicada a subestações de energia elétrica. A manutenção preditiva é essencial para monitorar continuamente essas instalações, permitindo a detecção precoce de falhas que poderiam causar mau funcionamento e danos aos equipamentos, resultando em prejuízos financeiros significativos. Foram realizadas medições em uma subestação de energia real utilizada para o funcionamento de um laboratório de arcos elétricos, utilizando diversos equipamentos de medição, para avaliar a condição de equipamentos essenciais como a chave seccionadora, transformadores de corrente, disjuntores e para-raios, iniciando uma rotina de manutenção preditiva. Os resultados demonstram que, após dois anos de operação do laboratório, os equipamentos estão em plenas condições de funcionamento. No entanto, é crucial manter a rotina de manutenção preditiva para assegurar a continuidade da operação segura e eficiente.

Desenvolvimento de um software para coordenação e seletividade de redes de distribuição

Ingridi dos Santos Kremer — 2024-11-22

Este artigo apresenta o desenvolvimento de um software voltado para a coordenação e seletividade de redes de distribuição de energia elétrica, com foco na rede da Cooperativa de Eletrificação Centro Jacuí Ltda. (CELETRO). O software tem como objetivo oferecer uma solução avançada que contribua significativamente para a melhoria do desempenho operacional, garantindo maior precisão na detecção e isolamento de falhas, além de uma recuperação mais rápida do sistema. A utilização de um software para a realização da cooperativa e seletividade traz consideravelmente benefícios, como análise detalhada e precisa das condições da rede, identificação de pontos críticos e implementação de medidas preventivas, minimização dos impactos negativos para os consumidores e garantia de um fornecimento de energia mais estável e confiável. O artigo discute os conceitos teóricos e a importância da progressão e seletividade em redes de distribuição, os métodos e ferramentas utilizados no desenvolvimento do software, e os resultados obtidos e implicações práticas do uso do software desenvolvido. Espera-se que esta ferramenta possa ser amplamente utilizada por engenheiros e técnicos do setor, proporcionando um avanço significativo na gestão de redes de distribuição de energia elétrica e funcional como base para futuras pesquisas e desenvolvimentos tecnológicos no setor.

Simulação Computacional de Descargas Parciais Internas em Transformadores de Instrumentos por meio do Método dos Elementos Finitos

Juliano Damiani — 2024-11-22

Este artigo apresenta uma análise de descargas parciais internas em transformadores de corrente e transformadores de potencial capacitivo, ambos de classe 525 kV. Utilizando o software ANSYS Electronics e o método dos elementosfinitos, investiga-se a distribuição do potencial elétrico e do campo elétrico ao longo dos equipamentos. Os resultados obtidos revelam como essas distribuições impactam as atividades das descargas parciais, além de fornecerem informações cruciais para compreendedr a corrosão e o envelhecimento do material dielétrico dos transformadores. A visualização clara dessas distribuições potencializa a compreensão dos mecanismos de degradação e os pontos críticos onde ocorrem asdescargas parciais, permitindo uma avaliação mais precisa da vida útil e da confiabilidade dos transformadores.

Implementação de gêmeos digitais aplicado a um sistema de distribuição de energia elétrica subterrâneo

Henrique Fischer — 2024-11-22

O surgimento de novas tecnologias, incluindo, a Internet das Coisas, Inteligência Artificial, Blockchain e Gêmeos Digitais, nos últimos anos, possibilitaram uma mudança significativa em direção à transformação digital dos antigos sistemas manuais. Essa transformação acontece pela adaptação gradual, dos processos e mecanismos operacionais tradicionais em direção a uma estrutura digital mais simplificada, eficiente e interconectada. Como geralmente os sistemas de energia são conjuntos complexos, os mesmos se beneficiam dessa transformação digital, facilitando a coordenação e várias situações operacionais por meio de simulações virtuais. O Gêmeo Digital (GD) é uma tecnologia com grande potencial para revolucionar vários setores e a sociedade, pois são projetados para replicar o mundo físico em um ambiente digital. Essa replicação envolve a virtualização dos componentes, das operações, das interações e do software de um sistema. A integração de conexões de dados em tempo real permite a coexistência de sistemas físicos e digitais. As soluções de GD com foco em energia em cidades inteligentes apresentam perspectivas cativantes como ferramentas de apoio à decisão para partes interessadas e tomadores de decisão.Este estudo se concentra na simulação de um sistema subterrâneo de distribuição de energia elétrica usando gêmeos digitais e simulação em tempo real com a tecnologia OPAL-RT.

Estratégia de Modulação Space Vector para o Conversor Multinível Modular

Jerônimo Dorneles Silva Vilaverde — 2024-11-22

Este artigo propõe uma estratégia de modulação Space Vector otimizada para o Conversor Multinível Modular- MMC em que sequências de comutação são geradas através da minimização de uma função custo. A escolha dos quatro vetores de comutação mais próximos da referência proporcionam baixa distorção harmônica de tensão de saída. Além disso, os demais objetivos da estratégia são garantir o equilíbrio das tensões dos capacitores dos sub módulos e também controlar as correntes internas dos braços do conversor.
Resultados de simulação são apresentados para demonstrar o bom desempenho do método de modulação proposto, bem como uma comparação com as estratégias de modulação por comparação com portadora do tipo disposição em fase (Phase Disposition-PD) e por deslocamento de fase (Phase Shift -PS).

Proposta de um Guia Didático para Ensino de Eletrônica de Potência Voltado para Controle de Conversores Eletrônicos

Ruan Sávio Ferreira Zeferino — 2024-11-22

The growing adoption of renewable energy sources in response to environmental concerns is driving the global energy transition. In this context, electronic converters emerge as the means to enable the integration of these sources in the electrical sector. The qualification of professionals in this area therefore becomes even more fundamental. This work proposes a teaching platform addressing practical methodology in teaching the control of power electronic converters. A methodology is presented that uses the Texas Instruments LAUNCHXL-F28379D DSP and PLECS software to control the current of a three-phase inverter. A case study is presented, highlighting the effectiveness of the platform and the flexibility of the control system. This approach highlights the relevance of practical teaching materials to train professionals capable of facing the challenges of the modern electrical sector.

Projeto e Implementação do Controle de Inversores Formadores de Rede aplicados a uma Microrrede Monofásica

Vítor Paese De Carli — 2024-11-22

Este artigo apresenta o projeto e implementação de controladores em cascata para a malha interna de um inversor formador de rede. Um controlador proporcional é utilizado para a malha de corrente e um controlador proporcional-ressonante para a regulação de tensão. Além disso, são implementados uma impedância virtual e um controlador droop aprimorado com dois integradores para compartilhamento de carga sem comunicação entre inversores. A estratégia é validada através de simulações em plataforma Hardware-in-the-Loop, demonstrando desempenho robusto tanto em modo conectado à rede quanto ilhado, sob diversas condições de carga.

Técnicas de Redução da Indutância de Dispersão em Indutores Acoplados Utilizados em Conversores Flyback Quase Ressonantes como Drivers de LEDs

João Renato Camara Amado — 2024-11-22

Este artigo tem como objetivos a demonstração e a avaliação de métodos de redução da indutância de dispersão em indutores acoplados utilizados em um conversor flyback usado no acionamento de uma carga de LEDs, e seus impactos causados na eficiência do conversor. A partir deste ponto, expõe-se o funcionamento de um conversor flyback com operação quase ressonante, seguido por uma explicação sobre a dispersão de fluxo em indutores acoplados e seu impacto no funcionamento do conversor. Após, métodos para reduzir a indutância de dispersão são expostos, demonstrando-se, em seguida, a aplicação da técnica de interleaving em onze modelos de indutores acoplados com mesmas características, porém diferentes estruturas de bobinagem, em uma comparação entre cálculos teóricos e resultados práticos. Por fim, os resultados são apresentados, sendo que estes, no melhor caso e com tensão de entrada de 220Vrms, apresentam redução no pico de tensão no interruptor de 629V para 533V e aumento de eficiência de 86,77% para 91,5%, além de considerável diminuição na temperatura dos componentes críticos do conversor, utilizando indutores projetados para diminuição da indutância de dispersão em comparação à indutores acoplados tradicionais.

Modelagem de conversor boost integrado a motor e projeto de conversor boost intercalado corretor de fator de potência

Vander Silvio da Silva Júnior — 2024-11-22

Este artigo apresenta a modelagem do modelo de pequenos sinais da etapa de carregamento de um conversor integrado a uma máquina elétrica para fins de controle e a implementação de um conversor boost intercalado de duas fases controlado em modo de corrente média e modo de condução contínua por um DSP TMS320F28379D. Resultados de simulação e experimentais são apresentados para validar o sistema implementado.

Metodologia inteligente para otimização de O\&M em instalações fotovoltaicas: redução de custos e eficiência

Vinicius Alfredo Schwalbe — 2024-11-22

As fontes de energia fotovoltaica desempenham um papel fundamental na geração de energia renovável, mas a eficiência e a utilidade desses sistemas dependem da detecção e resolução eficaz de problemas operacionais. Este estudo apresenta um algoritmo crawle de monitoração fotovoltaica desenvolvido para detectar inversores fotovoltaicos que não estão gerando energia. O algoritmo identifica sistemas com baixo desempenho e gera relatórios que identificam estes sistemas. A implementação do algoritmo é uma ferramenta valiosa para otimizar o desempenho e a eficiência dos sistemas fotovoltaicos, além de minimizar perdas financeiras decorrentes de problemas operacionais.
O público alvo do algoritmo proposto são as empresas que realizam a instalação de sistemas fotovoltaicos e utilizam o serviço de monitoramento da plataforma FusionSolar. O algoritmo proposto é incorporado em uma plataforma Raspberry Pi e permite enviar relatórios que identificam as plantas fotovoltaicas que não estão gerando energia adequadamente. A ferramenta se destaca por fornecer à empresa de Operação e Manutenção (O&M) uma lista precisa das plantas que necessitam de manutenção, agilizando as tarefas de O&M e reduzindo as perdas associadas à baixa geração de energia. O algoritmo proposto foi aplicado em um usuário do FusionSolar que possui 78 inversores fotovoltaicos registrados na plataforma, o algoritmo funcionou por uma semana enviando relatórios de mau funcionamento dos sistemas fotovoltaicos para a empresa de operação e manutenção.

Aplicação de Teoria de Jogos no Mercado de Energia

Raymundo Garcia Cordeiro — 2024-11-22

Game Theory, specifically Nash Equilibrium, is a powerful tool for solving complex coordination and optimization
problems in power systems. The application of this theory allows modeling the interaction between multiple agents, such as generators and consumers, who make interdependent decisions about energy production, consumption, and pricing. In energy markets, Game Theory helps finding an efficient market equilibrium where each agent maximizes their profit without any agent being able to unilaterally improve their strategy. The use of distributed learning algorithms, such as reinforcement learning, allows agents to adjust their strategies based on local information and interactions with other agents. These algorithms can converge to a Nash Equilibrium even in dynamic and uncertain environments, such as energy markets where prices are updated every 15 minutes based on current supply and demand. The application of Artificial Intelligence (AI) is crucial for handling the massive amount of data and complexity of modern electrical systems. AI algorithms help model complex problems and calculate optimized cost functions, improving the efficiency and stability of power systems. This work presents the application of game theory and multisystemic thinking in the analysis of Photovoltaic Penetration Level. The prisioner dilema was applied to model the relationship between a consumer and a power distribution company. The proposed analysis can be used to model the interaction between power consumers and power distribution companies that define the cost of the energy in electric grids

Desenvolvimento de uma Metodologia para o C´alculo do Mapa de Eficiˆencia de M´aquinas El´etricas: Uma Alternativa em C´odigo Aberto

Oseias de Paula Ferreira — 2024-11-22

Este trabalho apresenta um modelo para a estimativa do mapa de eficiência de uma máquina elétrica síncrona de ímã permanente, utilizando o método dos elementos finitos para mapear o comportamento do campo magnético e equações empíricas para determinar as perdas. A simulação proposta é do tipo magnetostática, o que implica que não há variação de frequência e, portanto, as perdas não podem ser computadas diretamente. O método proposto baseia-se em técnicas tradicionais e modelos indiretos, nos quais as perdas são calculadas para cada elemento da malha por meio de equações empíricas que consideram apenas a variação da frequência e o fluxo no material ferromagnético. A implementação do método é feita utilizando o software gratuito \textit{pyFEMM}, enquanto a validação é realizada por meio do software comercial \textit{MotorCAD}.

Estudo para desenvolvimento de Analisador Eletrocirúrgico

Jorge Richter — 2024-11-22

Este artigo demonstra o estudo preliminar para desenvolvimento de um analisador eletrocirúrgico, são descritos métodos, ensaios realizados e resultados obtidos, onde ficou claro que esta abordagem demonstra ser promissora para implementação prática. Também é abordado um modelo de circuito a ser implementado, descrevendo alguns dos componentes a serem utilizados e também especificações a serem observadas.

AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE UM ALGORITMO DE LOCALIZACAO DE FALTAS A UM TERMINAL UTILIZANDO ONDAS VIAJANTES E TRANSFORMADA WAVELET DISCRETA EM UMA LINHA DE TRANSMISSÃO DE 69 kV

Momade Juma Amade — 2024-11-22

A localização eficaz de faltas em linhas de transmissão nos Sistemas Elétricos de Potência (SEP) é de extrema importância, pois permite o deslocamento preciso da equipe de manutenção. A mobilidade correta da equipe de manutenção aumenta a confiabilidade e a continuidade do fornecimento de energia. Este artigo tem como objetivo avaliar o desempenho de um algoritmo de localização de faltas para uma linha de transmissão de 69 kV. O método utilizado baseia-se em ondas viajantes e na transformada de Wavelet discreta, utilizando dados disponíveis em um único terminal. O modelo analisa a onda viajante de corrente proveniente de simulações realizadas no Simulink para uma linha de transmissão de cem quilômetros. Diversas situações foram consideradas: a influência do ângulo de incidência da falta, a relação entre a impedância da fonte e a impedância da linha, e a influência do ruído na determinação da distância até a falta. Observou-se que o algoritmo localiza corretamente diferentes tipos de faltas para distâncias de 25, 50 e 75 km, com erros variando de 0,13% a 0,65%.

Controle Preditivo Baseado em Modelo com Estimação Paramétrica para SynRM

Paulo e Silva — 2024-11-22

Os Motores de Relutância Síncronos são eficientes e econômicos devido à sua estrutura simples e ausência de ímãs. Este artigo explora o acionamento do motor com estimativa de parâmetros. O controle de corrente é realizado por meio de controle preditivo baseado em modelo e estimativa de parâmetros elétricos e mecânicos do motor usando o Método dos Mínimos Quadrados Recursivo. Esta abordagem permite obter os parâmetros do motor e atualizar o modelo do motor através de tabelas de referência. Para isso é realizado o controle de corrente, onde os parâmetros do motor são coletados e utilizados em um segundo momento para atualização dos parâmetros no modelo no controle de velocidade. Os resultados são obtidos através de simulação e confirmam a eficácia desta abordagem, mostrando melhorias na precisão do controle e na eficiência do sistema. O artigo apresenta uma solução robusta para estimar e controlar o motor sob diversas condições de operação.

Uma Investigação das Indutâncias de um Protótipo de Transformador para Desenvolvimento de Modelo de Alta Frequência Através do MEF

João Pedro Pranke Perin — 2024-11-22

Transitórios de alta frequência em transformadores de potência podem resultar em danos a isolação do equipamento, uma vez que os níveis de tensão e frequência do transitório ao longo da bobina podem alcançar níveis além do esperado de projeto. Para isso, modelos de alta frequência são construídos utilizando circuitos RLC, caracterizando o equipamento de acordo com sua construção, de forma a prever o comportamento do transformador frente a esses eventos. Este trabalho realiza a simulação através do MEF de um protótipo, no qual as bobinas são divididas em seções, de forma a obter a distribuição das indutâncias mútuas de cada uma das seções para as outras. Os resultados mostram um decaimento exponencial no sentido axial, e uma forte interação mesmo entre seções de diferentes bobinas.

Comportamento da Função de Proteção 21 frente a Mensagens Sampled Values Corrompidos

Juliana Veloso — 2024-11-22

A Norma IEC 61850 tem sido cada vez mais aplicada para Automação de Sistemas Elétricos. Este artigo tem como objetivo demonstrar o comportamento da proteção de distância para linhas de transmissão (função ANSI 21), que utilizam a Norma IEC 61850, diante de cenários de corrompimento de mensagens SV. Foram realizados testes em um sistema modelado no software HYPERSIM utilizando simulador digital em tempo real OPAL-RT. Foram analisadas a performance da proteção 21 quando submetida à curto-circuito monofásico em várias localizações, além de 3 cenários má formação de mensagem Sampled Values. Evidenciou-se que o corrompimento de pacotes Sampled Values, interfere significativamente no tempo de atuação da proteção do IED, sendo ele real ou virtual.

Desenvolvimento de Carregador Off-board para Ve´ıculos El´etricos em Nanorredes de Corrente Cont´ınua

Igor Klaus Reichert — 2024-11-22

A busca constante por eficiência energética impulsiona o desenvolvimento de tecnologias de conversão de energia, destacando as nanorredes de corrente contínua (c.c.) como uma solução promissora. No entanto, a implementação de carregadores para veículos elétricos (VE) enfrenta desafios devido à discrepância entre as tensões das nanorredes e das baterias dos VEs, que requerem 400 V ou 800 V. Dessa forma, neste trabalho é proposto um sistema de conversores boost e buck para elevar a tensão e controlar a corrente de saída aplicado a um carregador de VE.

Um método para estimativa de temperatura de junção de dispositivos IGBT em inversores de tração

Leonardo Rafael Willers — 2024-11-22

Este artigo apresenta uma abordagem avançada para estimar a temperatura de junção de IGBTs em inversores trifásicos, crucial para aplicações de veículos elétricos. Ao usar um observador de temperatura de junção baseado em uma rede térmica Cauer, o método proposto demonstra robustez e precisão aprimoradas em comparação aos modelos térmicos convencionais de malha aberta. O estudo detalha o processo de conversão de redes térmicas Foster para Cauer, facilitando uma representação mais precisa do comportamento físico do sistema. Os resultados da simulação, validados por meio do software PSIM, ilustram a eficácia do observador em manter estimativas de temperatura dentro de limites operacionais seguros, mesmo com imprecisões de parâmetros e estados iniciais incorretos. As descobertas ressaltam o potencial para confiabilidade aprimorada e previsão de vida útil de dispositivos semicondutores em condições operacionais adversas.

Controle Proporcional-Ressonante e Amortecimento Ativo Aplicado a um Filtro Ativo de Potência Série-Paralelo

Cristiano Martins Nunes — 2024-11-22

Este artigo apresenta o desenvolvimento de controladores aplicados a um filtro ativo de potência série-paralelo conectado a uma rede trifásica para fins de atenuação de tensões harmônicas na carga e correntes harmônicas na rede elétrica. Para compensação das harmônicas, um sistema baseado em controlador Proporcional-Ressonante é utilizado para rastreamento das correntes e tensões harmônicas que serão injetadas na rede com fase oposta. Problemas de conexão/interação entre o filtro série e paralelo são verificados quando os dois inversores operam simultaneamente, provocando oscilações e uma elevada distorção harmônica total. Com o intuito de amortecer essas oscilações de alta frequência, um sistema de amortecimento ativo é utilizado. Simulações computacionais são apresentadas com o intuito de validar a proposta.

Testes de Proteção contra Corrente Residual para Estação de Recarga em Corrente Alternada

Pedro Henrique Scherer — 2024-11-22

Este trabalho desenvolve uma estação de recarga em corrente alternada para veículos elétricos no Modo 3, capaz de operar com 220 V em instalações monofásicas e 380 V em trifásicas, com uma potência de até 22 kW. Projetada conforme as normas IEC 61851-1, a estação integra medidas de segurança rigorosas, especialmente no controle de correntes de fuga. Testes finais, realizados em uma plataforma dedicada, asseguram a conformidade da estação com os padrões internacionais de segurança.

Controle de alta performance de PMSMs através de observador adaptativo de torque de carga

Emmauel Adanski de Moura — 2024-11-22

This paper presents an adaptive Super Twisting Sliding Mode (STSM) load torque observer for improved performance in the speed control of permanent magnet synchronous motors (PMSMs). The STSM observer offers a high dynamic response, reducing the chattering effect without using output filters, which are typical in sliding mode applications. However, the load torque observer is based on the mechanical plant of the PMSM. Thus, the correct identification of the mechanical parameters is crucial to ensure the high dynamic performance of the observer. In this context, a mechanical parameter estimation strategy based on the Recursive Least-Squares (RLS) algorithm is proposed. The observed load torque is utilized as a feedforward action in the control loop. An online gain tuning of the speed controller is proposed to ensure robustness against parameter variations. The proposed strategy is validated through simulations, considering both linear and non-linear loads.

Análise da Rede Elétrica e Estudo da Estrutura de Tarifária de Energia da UFSM Campus de Cachoeira do Sul

Jéssica Emilly de Moura Lisboa — 2024-11-22

O presente artigo apresenta um estudo de caso da rede de distribuição do campus de Cachoeira do Sul da Universidade Federal de Santa Maria, com foco em sua eficiência energética. A motivação para este trabalho decorre dos problemas com o excedente de potência reativa que o campus tem enfrentado. A flutuação dos valores do fator de potência ao longo dos dias tem gerado perdas significativas e, consequentemente, a cobrança de multas. O objetivo deste estudo é identificar a principal causa dessas flutuações, para que futuramente possa aplicar-se soluções viáveis e implementá-las. Para atingir esse objetivo, foi realizada uma simulação da rede do campus utilizando o software OpenDSS, onde a implementação foi auxiliada pela coleta de dados diretamente da rede elétrica por meio de um analisador de qualidade energia. Além das análises elétricas a partir do software, também foi feita a avaliação do histórico de faturas de energia elétrica.

Análise de Perdas Técnicas em Sistemas de Distribuição Rurais Não Convencionais Trifásicos a Dois Fios

Eduardo de Oliveira — 2024-11-22

O sistema de transmissão trifásica a dois fios (T2F) é uma alternativa para áreas rurais, utilizando o solo como condutor. Este artigo compara as perdas técnicas de energia entre o T2F e o sistema trifásico convencional (T3F), considerando diferentes cenários com geração distribuída fotovoltaica (GD), controle Volt/Var e variações nas resistências de aterramento. Resultados indicam que o T2F é mais eficiente em termos de redução de perdas em redes com mais de 35 km, especialmente quando utilizado GD e controle Volt/Var. Alterações de resistência de aterramento pouco afetam as perdas do sistema.

A Confiabilidade em Usina Fotovoltaica Centralizada de 0,5MWp Utilizando a Topologia de String

Wilson Omar Ramos Parqui — 2024-11-22

Este artigo apresenta uma metodologia para avaliar a confiabilidade de uma usina fotovoltaica centralizada de 0,5MWp, utilizando a topologia de inversores string. A avaliação baseia-se em métricas como a taxa de falha (λ) e a taxa de reparo (μ) dos componentes, permitindo calcular a energia fornecida ideal (ISE) e esperada (ESE). Além disso, um estudo de caso é apresentado, utilizando dados de uma usina fotovoltaica situada no sul do Brasil. Este estudo pode ser aplicado tanto para a avaliação de usinas em operação quanto em estudos de viabilidade de novos projetos, fornecendo uma visão abrangente do fornecimento de energia e da eficiência do sistema. A análise inclui a avaliação de painéis fotovoltaicos, strings, inversores e transformadores, destacando a importância da confiabilidade de cada componente individualmente e em conjunto. Os resultados demonstram a alta confiabilidade do sistema, mesmo em cenários de aumento significativo nas taxas de falha dos componentes, confirmando a robustez e a eficiência da usina fotovoltaica.