O presente trabalho apresenta o levantamento experimental de diversas curvas características de faltas de alta impedância (FAI), em redes aéreas de distribuição, nas superfícies onde sua ocorrência é mais frequente, sendo estas informações essenciais para um dos métodos mais proeminentes atualmente utilizados para modelagem deste tipo de falta. Nele são apresentados testes experimentais ocorridos em uma Fonte Ressonante, os resultados iniciais obtidos e a avaliação complementar do uso deste equipamento para o objetivo proposto. Registra o projeto e a montagem de um laboratório para testes experimentais de faltas de alta impedância (FAI) em redes aéreas de distribuição, o único trifásico localizado em toda a bibliografia verificada, onde as principais características de FAI foram confirmadas em diferentes superfícies. Detalha testes inéditos realizados em quatro diferentes tipos de galhos de árvores, onde foram obtidos registros de muitas características conhecidas da FAI. Confirma as condições de ocorrência da FAI e a presença de suas características em superfícies classicamente testadas como a terra, a areia, o seixo, entre outras, possibilitando a obtenção das curvas características da maioria delas. Por fim, o trabalho apresenta às comunidades acadêmica e científica curvas características de diversas superfícies, algumas delas inéditas no estudo da FAI, sendo elas essenciais para a modelagem destas faltas, além de uma estrutura única e versátil chamada LABFAI, a qual pode se utilizada para ampliar o conhecimento do evento, já que possibilita a realização de experimentos em diversas condições reais de ocorrência, mas que por questão de estrutura e ou objetivo das outras pesquisas, ainda não foram testadas.

A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) vem desenvolvendo ao longo dos anos uma metodologia única e original para o tratamento regulatório das perdas de energia elétrica no Brasil, tratando em regulações distintas as perdas técnicas e as perdas não técnicas. As perdas técnicas são calculadas de acordo com os procedimentos definidos no Módulo 7 dos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST), cuja metodologia consiste basicamente no cálculo do fluxo de carga utilizando informações extraídas do banco de dados da distribuidora, considerando modelos específicos para elementos do sistema como medidores e ramais de ligação. Já as perdas não técnicas, são calculadas de acordo com as regras descritas no Submódulo 2.6 dos Procedimentos de Regulação Tarifária (PRORET). Diversas metodologias foram objeto de estudo no setor elétrico com objetivo de realizar o cálculo das perdas técnicas e não técnicas, soluções que envolvem desde fluxo de carga até o uso de ferramentas de inteligência computacional. Neste sentido, esta dissertação tem como objetivo fazer uma análise comparativa entre a metodologia de cálculo de perdas desenvolvida pela ANEEL e a Metodologia da Impedância Equivalente Operacional (IEO), método que possibilita calcular com boa precisão e baixo custo computacional as perdas técnicas e não técnicas em redes de distribuição sob diferentes condições operativas. Os algoritmos de cálculo foram implementados no software Open Distribution System Simulator (OpenDSS) e foram realizadas simulações em um alimentador real pertencente à área de concessão da distribuidora de energia do Estado do Pará, para a verificação do cálculo de perdas técnicas e não técnicas.

Neste trabalho, desenvolve-se e valida-se uma ferramenta de geração automática de casos de simulação no software ATP (Alternative Transient Program) a qual utiliza um banco de dados técnico usualmente encontrado em empresas de distribuição de energia para a modelagem automatizada da rede elétrica. Simular e avaliar o comportamento de um sistema de transmissão e/ou distribuição de energia sob o efeito de fenômenos transitórios, como descargas atmosféricas, é de grande interesse para as empresas que operam esses sistemas. Esse tipo de estudo é realizado por meio de programas amplamente divulgados na literatura técnica, como o ATP, o qual é executado com o auxílio de sua interface gráfica auxiliar ATPDraw. O processo de entrada de dados, no entanto, precisa ser realizado manualmente pelo usuário, o que requer uma grande quantidade de tempo de modelagem e é amplamente suscetível a erros humanos. Assim, a ferramenta proposta neste trabalho visa efetuar a leitura de uma base de dados padrão dessas empresas e criar automaticamente os arquivos de entrada do ATP, reduzindo o tempo despendido na modelagem da rede, aprimorando o processo de avaliação de transitórios e facilitando o uso desse tipo de estudo a nível operacional. A validação é realizada por meio da comparação entre os arquivos gerados pela ferramenta proposta e o ATPDraw nos alimentadores testes IEEE 13-barras e IEEE 34-barras. Com isso, pode ser observado a partir dos resultados que ambas as ferramentas apresentam resultados iguais para os dois alimentadores testes e assim comprova-se sua equivalência, com o software proposto sendo ao menos 353 vezes mais rápido que o processo de modelagem usual, o qual utiliza a interface ATPDraw.

O setor elétrico demanda um complexo e amplo planejamento para operar dentro dos parâmetros mínimos de confiabilidade e qualidade estipulados pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Por isso, há necessidade da realização do planejamento elétrico com o intuito de prever possíveis cenários de crescimentos ou reduções da demanda, de forma a direcionar investimentos a curto, médio e longo prazo. Com isso, quando ocorrem ‘choques’ que alteram a trajetória de crescimento do consumo, como este provocado pela covid-19, há um comprometimento do equilíbrio econômicofinanceiro das distribuidoras, pois grande parte de seus custos são fixos, o que significa que eles não reduzem na mesma proporção da demanda usada no sistema. Logo, as diretrizes estratégicas das empresas também são direcionadas e afetadas pelas projeções de energia, de uma forma similar ao que é proposto neste trabalho. Assim como os modelos de projeções sofrem atualizações e melhorias, foi identificado que no ano 2020, por conta da pandemia do COVID-19, as trajetórias de cargas históricas de energia consumida foram alteradas para uma nova realidade, o que direcionou esse trabalho com objetivo de apresentar os resultados projetados de energia injetada no sistema de distribuição da concessionária Equatorial Pará e Maranhão, utilizando uma nova metodologia de previsão, por meio das redes neurais artificiais para fazer predição de Energia Injetada em tempos de pandemia, que impactou diretamente os perfis de consumo em comparação ao modelo estatístico Forecast Pro For Windows (FPW). O principal desafio é tornar as previsões de energia mais aderentes à realidade, e com menores taxas de erro para tornar os resultados mais confiáveis na utilização do planejamento da empresa, pois o modelo proposto irá respaldar à área estratégica com uma opção viável de metodologia a ser utilizada, para direcionar as tomadas de decisão.

Os motores elétricos são equipamentos elétricos largamente utilizados em diversos processos industriais, sendo responsáveis por uma parcela significativa do consumo de energia elétrica dessas indústrias. Ao longo dos últimos anos, os motores elétricos têm sofrido diversas melhorias em suas estruturas devido a sua grande importância em diversos setores da sociedade, aliada com as pressões por ações mais sustentáveis e eficientes, os motores então recebem classes de eficiência de acordo com as normas, sendo elas IE0 para motores de baixo rendimento e sem classificação, IE1 para motores standard, IE2 para motores de alto rendimento, IE3 para motores premium, IE4 para motores de classificação super premium e motores classe IE5 estão sendo desenvolvidos e aos poucos estão permeando o mercado, o que os levou a atingir rendimentos em tornode 96%. No entanto, a presença de certos distúrbios que degradam a qualidade da energiaelétrica pode afetar nocivamente o funcionamento desse tipo de máquina, e,consequentemente, a sua eficiência. Com base nesse contexto, esse trabalho buscou avaliar como as tensões harmônicas (especificamente 2º, 3º e 5º harmônicos de tensão) impactam no aumento de temperatura da carcaça de motores elétricos classe IE2, IE3 e IE4 quando ligado em estrela aterrado utilizando termografia.De forma que o distúrbio harmônico é adicionado de em intervalos de 2% até atingir 25%com intervalo de 10 minutos, após atingir o equilíbrio térmico estipulado em um valor detempo de 1:10 horas, sendo capturado uma amostra termográfica ao fim de cada ciclo de10 minutos. Esse trabalho mostrou que as tensões harmônicas podem provocar um aumento significativo da temperatura da carcaça dos motores, onde destaca-se o 2º harmônico, como o harmônico que mais impacta no aumento da temperatura da carcaça do motor. A modelagem por meio de regressão linear simples é feita para cada motor e distorção harmônica e sua intensidade, criando um padrão para o comportamento termográfico de cada motor, a criação de mapas do comportamento térmico cara cada motor sob diferente níveis de distorção harmônica também é criado.

Com o crescimento do uso de fontes alternativas de energia, há um grande interesse na integração de unidades de geração distribuída (GD), fazendo com que o Sistema Elétrico de Potência (SEP) opere não mais de forma unidirecional, mas sim com um fluxo de potência bidirecional. Sendo assim, devido a este crescimento em redes de distribuição, justificam-se incentivos ao desenvolvimento de ferramentas computacionais que auxiliem em estudos próximos do comportamento real. Portanto, o presente trabalho tem por objetivo analisar os principais impactos em regime permanente da geração distribuída fotovoltaica (GDF) na rede de distribuição da Universidade Federal do Pará (UFPA). Para isso, foi feita uma revisão bibliográfica dos principais estudos envolvendo estes impactos. Em seguida, para a modelagem, escolheu-se o software OpenDSS. Foram determinados os cenários de simulações de penetração de GDF. As análises foram feitas em curvas de carga para um dia útil, sábado e domingo. A aquisição das curvas de carga foi feita através do software Sistema de Gerenciamento de Energia Elétrica (SISGEE), que monitora online grandezas elétricas dos prédios da UFPA, como consumo, potência, tensão, corrente, dentre outras. Para uma análise mais real foram aquisitados dados de temperatura ambiente e irradiância da região de Belém do Pará. Além disso, foram utilizados dados comerciais de um painel fotovoltaico e um inversor. Os resultados mostraram o impacto significativo da inserção de GDF na melhora ou piora do perfil de tensão da rede, resultando em alguns casos de sobretensão, redução ou aumento das perdas técnicas verificadas nas linhas e transformadores, a depender do nível de penetração fotovoltaica e sua localização, além do benefício financeiro e ambiental.

A introdução de novas tecnologias, assim como a melhoria de materiais e processos, contribuiu para acelerar o crescimento da eficiência dos motores elétricos de indução (Induction Motors, IM). Atualmente no mercado é possível observar o funcionamento de IM das classes de IE3 e IE4, bem como menores eficiências, da mesma forma que propostas para IM classe IE5 estão sendo desenvolvidas. Esta dissertação visa mostrar o impacto das harmônicas de tensão de 2ª, 3ª, 5ª e 7ª ordem, na temperatura e desempenho de motores elétricos classes IE2, IE3 e IE4, sendo o último um motor híbrido de imãs permanentes e gaiola de esquilo (Line Start Permanent Magnet Motor, LSPMM´s). As medições foram divididas em duas etapas, primeiro alimentando cada um dos motores com tensões sem distorção e logo inserindo cada uma das harmônicas de forma individual e combinada em porcentagens de 2% até atingir um 25%. Melhorias consideráveis em relação à temperatura, ruído e consumo são notáveis no caso do motor híbrido classe IE4, no entanto, este motor também mostram algumas fraquezas em sua resposta em comparação com as classes IE2 e IE3, principalmente na presença de harmônicos. Também é presentado como a presença de harmônicas individuais nos motores elétricos, resulta na aparição de outras harmônicas, de acordo com a porcentagem de distorção presente. Finalmente e visando prever a variação da temperatura em relação à porcentagem de distorção, modelos que representassem esse comportamento foram criados, os quais representam boas estimações da variação da temperatura e a porcentagem de distorção inserida no motor.

Nos últimos anos diversas meta-heurísticas foram utilizadas para solucionar o problema de restauração de Sistemas de Distribuição de Energia (SDE) de forma eficiente. Dentre elas destaca-se o Algoritmo Evolutivo Multiobjetivo por Tabela (AEMT), que juntamente com a utilização da Representação Nó-Profundidade (RNP), trouxeram um grande avanço na área pois a RNP sendo utilizada como estrutura de dados é possível realizar modificações na topologia do SDE sem perder a radialidade e restabelecer o fornecimento de energia para todas as cargas desligadas após a falta. Devido a falta de exploração de outras metaheurísticas que utilizam a RNP como estrutura de dados, este trabalho visa realizar uma análise de desempenho comparando o AEMT com outras três meta-heurísticas, a Busca Tabu, Colônia de Abelhas e Estratégias evolutivas. A análise foi realizada em 3 SDEs com 84, 119 e 135 barras e foram simuladas 3 faltas em cada sistema.

Este trabalho propõe uma avaliação energética da transformação de um edifício universitário em um Edifício de Energia Zero (EEZ), por meio da utilização de métodos ativos, como os sistemas fotovoltaicos (SF), e apresenta sua aplicação na forma de um estudo de caso. O objetivo deste estudo foi analisar o balanço energético entre a carga da Biblioteca Central da UFPA, o SF, o sistema de distribuição e o sistema de armazenamento, visando a autonomia energética da carga. Os resultados se apresentaram satisfatórios para os diferentes cenários criados pela variação da carga, de acordo com o calendário da universidade, e pela intermitência da geração fotovoltaica, devido à variação da fonte solar. O uso do sistema fotovoltaico permitiu gerar o suficiente para suprir maior parte da carga do edifício, porém apenas 53% dessa energia seria capaz de beneficiar o edifício, pois o excedente gerado foi utilizado para o atendimento de outras cargas da universidade. Dessa forma, a utilização do sistema de armazenamento a permite um maior aproveitamento da energia do SF gerada na edificação.

Resumo

Esse trabalho apresenta a contribuição da geração solar fotovoltaica como fonte renovável na metodologia para obtenção de Etiqueta Nível A em certificação de Eficiência Energética e para a transformação em Edifício de Energia Zero, sendo aplicável a edificações e laboratórios de ensino públicos. O passo-a-passo da metodologia consiste essencialmente em duas etapas: a primeira, através de um diagnóstico energético da edificação analisada seguindo as diretrizes estabelecidas no Regulamento Técnico da Qualidade em Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos – RTQ-C, resultando numa proposta de melhoria energética, financeira e ambiental processada com o auxílio do software RETScreen®; e a segunda, dimensionando um sistema de geração solar fotovoltaica, a partir de dados de medição local e do software Meteonorm®, como bonificação para obtenção da Etiqueta Nível A dos níveis do RTQ-C e com capacidade de produção de energia que torne o balanço energético da edificação positivo, tornando-a um Edifício de Energia Zero. A fim de contextualizar a relevância do trabalho e atualizar o leitor no estado da arte aplicável à metodologia, é apresentada uma revisão bibliográfica direcionada aos benefícios da Eficiência Energética nas edificações públicas e ao RTQ-C; ao cenário atual, aplicação e contribuição da Energia Solar Fotovoltaica no desenvolvimento sustentável, na obtenção de classificações reconhecidas nacional e internacionalmente para edifícios públicos; e aos conceitos atualmente utilizados pela comunidade acadêmica para caracterização de Edifícios de Energia Zero. A revisão bibliográfica e a metodologia foram aplicadas em estudo de caso do Laboratório de Engenharia Elétrica e Computação – LEEC, situado no Campus Guamá da Universidade Federal do Pará, com apresentação dos resultados energético, financeiro e ambiental, mostrando ser uma inovação a ser aplicada em instituições e edificações públicas que possuam espaço disponível e infraestrutura semelhante à do LEEC.

Esta dissertação de mestrado apresenta e discute sobre a implementação de controladores por cancelamento de pólos clássico e robusto para recuperar a corrente 𝐼𝑑 do retificador localizado ao lado CC do circuito de fornos de lingotes de alumínio após a aplicação de faltas do tipo curto-circuito. Além disso, outras análises são realizadas tais como, o impacto que o curto causa nas tensões 𝑉𝑎𝑏𝑐, correntes 𝐼𝑎𝑏𝑐 e como o filtro passivo desenvolvido para mitigar os harmônicos de maior energia deste sistema (que são de 5ª e 7ª ordem) atuam nestas tensões e correntes, respectivamente. O sistema escolhido é baseado no Cigrée Benchmark (Sood, 2004) e representa um sistema industrial de elevada importância, sendo constituído de um forno para a fundição de lingotes de alumínio. Os controladores desenvolvidos utilizaram primeiramente a metodologia clássica de PI por cancelamento de pólos e uma outra visando margem de confiabilidade maior na sua utilização, projetado para ser um controlador robusto e que responde às incertezas da planta, às quais são causadas pelo conjunto de elementos de eletrônica, tais como indutores e resistores. Portanto, a planta foi linearizada e a partir da função de transferência da planta intervalar foi desenvolvido um controlador robusto utilizando os métodos numéricos de Kharitonov e Bhattacharyya, que relacionam o conjunto de polinômios intervalares e as respectivas funções de transferências para a formação de um poliedro onde pode-se escolher o controlador a partir das margens de ganho e de fase estabelecidas pelo projetista, desta forma, aumentando-se a confiabilidade do controlador projetado. Os resultados obtidos nos testes de simulação mostram o bom desempenho do controlador projetado, com uma rápida recuperação da corrente após a falta aplicada. Isso permite obter um resultado importante, de proporcionar uma operação segura da planta industrial, a qual sem o uso do controlador, poderia acarretar em problemas como acidentes, parada da produção e perda de estabilidade.

Na presente dissertação de mestrado foram estudados os fenômenos transitórios, presentes no sistema de energia elétrica, analisando especificamente surtos de tensão derivados da incidência de descargas atmosféricas em linhas de transmissão e distribuição e como essas afetam um dos componentes mais importantes da rede elétrica, o transformador. Um ensaio de alta tensão foi realizado em um transformador de distribuição trifásico com potência de 30kVA, primário interligado em triângulo 13.8kV, secundário em estrela 220 / 127V aplicando-se impulsos de tensão plenos de 100kV e impulsos de tensão reduzidos de 50kV no primário do transformador. Foi adotada a forma de onda fornecida em normas internacionais como padrão para a caracterização de uma descarga atmosférica. Comparando os resultados obtidos com a realização dos ensaios, com modelos apresentados pelo mesmo transformador de distribuição, no software Alternative Transients Program (ATP), observa-se a consistência e precisão destes modelos adotados na representação de transformadores para estudos de alta tensão e frequência, validando assim os mesmos.

O presente trabalho apresenta uma análise de dados relacionados a Qualidade da Energia Elétrica (QEE), a crescente utilização de cargas não lineares, equipamentos baseados na eletrônica de potência nas instalações residenciais, comerciais e industriais estão contribuindo para o aumento significativo dos níveis de distorção harmônica de corrente e, consequentemente de tensão, conforme observado no sistema brasileiro de distribuição de energia elétrica. Foi desenvolvido no Brasil, os procedimentos de distribuição no sistema elétrico nacional (PRODIST), criado e desenvolvido pela Agencia Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). O PRODIST tem o objetivo de normatizar e padronizar as atividades relacionadas à distribuição de energia, incluindo os padrões de qualidade do produto. Com objetivo de monitorar a qualidade do produto “energia elétrica” através do conteúdo harmônico gerado pela rede elétrica da instituição, propõe-se uma metodologia para as analise utilizando técnicas de inteligência computacional (IC) e mineração de dados para análise dos dados coletados por medidores de qualidade de energia instalados nos principais setores desta instituição e no ponto de acoplamento comum do consumidor e consequentemente estabelecer a relação entre as correntes harmônicas das cargas não lineares com a distorção harmônica no ponto de acoplamento comum. Aplicou-se o processo do KDD, incluindo coleta, seleção, limpeza, integração, transformação e redução, mineração, interpretação e avaliação dos dados, com objetivo de monitorar a qualidade do produto “energia elétrica” através do conteúdo harmônico gerado pela rede elétrica da instituição de ensino. Na fase de mineração de dados “Data Mining”, utilizou-se o classificador Naive Bayes. Os resultados obtidos evidenciaram que o processo KDD possui aplicabilidade na análise da Distorção Harmônica Total de Tensão no Ponto de Acoplamento Comum podendo ser aplicado em qualquer área comercial, residencial e industrial.

Esta dissertação de mestrado propõe a adoção de um modelo elétrico para ensaios de tensão residual em para-raios de Óxido de Zinco (ZnO) para formas de onda padronizadas e não-padronizadas, utilizando modelos de para-raios já consolidados na literatura. O modelo proposto foi validado a partir de ensaios realizados no Laboratório de Alta e Extra Alta Tensão da UFPA (LEAT), obtendo resultados de medições de tensão residual e corrente de descarga. Nos ensaios foi utilizado um para-raios de tensão nominal 30kVrms submetido a corrente de descarga de 10kA com formas de onda que variam de 8µs até 5µs de tempo de frente de onda. Para variar os valores de frente e da cauda das formas de onda impulsivas foram utilizados indutores disponíveis no LEAT, para alteração dos valores de frente e da cauda das formas de onda impulsivas. Adicionalmente, simulações foram realizadas no software ATP Draw para avaliar a acurácia do modelo para outros tipos de forma de onda, as quais inicialmente não puderam ser realizados no LEAT. O resultado do modelo foi comparado com os resultados de medição. O modelo se mostrou satisfatório para todas as formas de onda impulsivas. Os parâmetros do modelo são de fácil determinação, e todas as informações necessárias dos para-raios e do gerador de impulso estão contidas nos manuais e catálogos dos fabricantes.

Existe no mercado uma grande quantidade de lâmpadas e luminárias que apresentam características próprias, como a quantidade de lúmens e vida útil. Deste modo, há várias combinações possíveis de lâmpadas e luminárias que podem ser empregadas como solução para adequar a iluminação de um determinado ambiente interno. O que irá diferenciar cada solução será o custo de investimento e o tempo de retorno financeiro. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta que fornece ao usuário a possibilidade de realizar estudos luminotécnicos para qualquer ambiente interno comercial, considerando múltiplos cenários e seguindo as normas estipuladas pela NBR ISO/CIE 8995-1:2013. Os estudos são realizados de forma otimizada através da execução de um Algoritmo Genético, o qual tem como função objetivo a minimização do tempo de retorno financeiro do investimento das lâmpadas e luminárias, que serão necessárias para o alcance de iluminância do ambiente. Para o desenvolvimento da ferramenta foram utilizadas planilhas eletrônicas associadas a linguagem de programação Python e o PyCharm, como ambiente de desenvolvimento. Utilizou-se o método dos Lúmens para dimensionamento luminotécnico, técnica de regressão linear simples para estimar a tarifa de energia elétrica para um período de 10 anos e Valor Presente Líquido juntamente com o payback descontado para análise de retorno financeiro das soluções geradas pela ferramenta. A ferramenta desenvolvida foi aplicada em quatro cenários distintos do edifício do Centro de Excelência em Eficiência Energética da Amazônia (CEAMAZON). Foram encontradas soluções válidas para todos os cenários, ou seja, um payback em até 10 anos, levando em consideração o investimento inicial, o consumo anual e a manutenção, quando houver. As melhores soluções foram simuladas pelo software DIALux como auxílio na projeção da distribuição das luminárias nos ambientes. Os aspectos descritos nesse trabalho mostram a funcionalidade e aplicabilidade dessa ferramenta, visando dar suporte ao usuário no planejamento do dimensionamento de projetos luminotécnicos, tendo sido alcançado o objetivo estabelecido, mostrando-se funcional e efetivo.

Hoje, as empresas de geração e transmissão de energia elétrica são remuneradas pelas disponibilidades de suas funções de transmissão (FTs) e não mais por aquilo que é gerado e transmitido no Sistema Interligado Nacional (SIN). Diante desse contexto, cada vez mais, esforços são envidados pelas empresas geradoras e transmissoras de forma que desligamentos intempestivos não ocorram, ou sejam evitados. Além das perdas de receitas quando de desligamentos intempestivos ocorrem no sistema, as empresas são submetidas a um rígido processo de fiscalização por parte dos órgãos reguladores, como o Operador Nacional do Sistema e a Agência Nacional de Energia Elétrica. Investimentos em tecnologia estão permitindo novos rumos para a operação e manutenção dos equipamentos de potência, uma vez que dispositivos de alta capacidade de processamento de dados estão viabilizando técnicas otimizadas de manutenção preditiva baseadas na proteção, no controle e no monitoramento das grandezas elétricas do sistema elétrico, além da garantia da velocidade e segurança nas informações. Os dispositivos eletrônicos inteligentes (Intelligent Electronic Devices – IEDs) são sistemas multiprocessados com hardware e software que trabalham continuamente com medições de grandezas elétricas, proteção, comando, controle, monitoramento e possuem memórias robustas para gravar listas de eventos e formas de onda dos sinais analógicos em tempo real. Nesse trabalho serão abordados casos reais em que desligamentos de FTs foram evitados a partir das análises das listas de eventos e oscilografias dos IEDs que compõem o sistema de proteção das subestações da Eletronorte (Pará). Tal técnica de análise de dados permite que a empresa execute a manutenção preditiva de seus equipamentos de potência se antecipando ao problema, tenha informação útil para a melhor tomada de decisão, bem como torna possível a redução significativa de suas perdas financeiras no processo de operação e manutenção do seu sistema elétrico.

A integração em larga escala de fontes intermitentes de energias renováveis, como os sistemas fotovoltaicos, nos sistemas elétricos de potência gera novas questões técnicas, uma vez que tais fontes normalmente não participam na regulação da frequência devido não apresentarem inércia de rotação. A rápida variação da frequência existente em redes com grande integração de geração renovável ocasiona assim uma maior dificuldade na manutenção da estabilidade de frequência, pois diferentemente dos sistemas convencionais (por exemplo os Hídricos e Térmicos), onde a inércia dos geradores é suficientemente alta, para a maioria desses novos sistemas isso não é válido. Nesse contexto, na presente dissertação será proposta a utilização do conceito de “inércia virtual”, que corresponde a uma combinação de algoritmos de controle, dispositivos de armazenamento de energia elétrica e eletrônica de potência aplicada às fontes renováveis, como as fotovoltaicas, conectadas às redes de energia através de inversores, a qual emula a inércia de um sistema de geração convencional. Será apresentado ainda um modelo baseado em uma análise a pequeno sinal linearizado, desenvolvido para avaliar a estabilidade de um circuito de controle de potência quando o gerador fotovoltaico fornecer resposta em frequência, além da resposta inercial emulada com sistemas fotovoltaicos por meio de técnicas baseadas no controlador MPPT no Método de Deslocamento e da estratégia de controle Droop no domínio do tempo. Esta modelagem é testada em um sistema de energia elétrica composto por máquinas síncronas e uma planta de geração de energia fotovoltaica em larga escala para a análise dos efeitos do sistema de controle em relação à estabilidade de frequência. As simulações realizadas com o auxílio do software MATLAB/Simulink, consideram diferentes constantes de inércia para uma condição de variação (queda) na frequência elétrica, ocasionada pela inserção de cargas no sistema elétrico. Resultados comparativosindicam que é maior o impacto da geração fotovoltaica na estabilidade do sistema de energia quando a energia fornecida pelo gerador da planta convencional é menor. Resultados também comprovam que quando o sistema fotovoltaico está fornecendo energia para a rede elétrica, a frequência do mesmo decai afetando a estabilidade e operação do sistema de potência através da degradação da dinâmica de frequência.

Esta Dissertação de Mestrado tem por objetivo apresentar uma análise comparativa entre dois modelos de controles de inversores para o estudo da análise da estabilidade transitória e estabilidade de tensão, com a inserção da geração fotovoltaica nas redes elétricas de distribuição. É proposto também uma análise da influência, tanto negativa quanto positiva, causada pelos modos de controle desses inversores na estabilidade da máquina síncrona interconectada ao sistema elétrico. Uma outra solução a ser investigada neste trabalho será o uso do modo de controle de potência reativa dos geradores fotovoltaicos via inversor, que possa contribuir para o alivio da demanda de reativo dos geradores síncronos distribuídos interligados no mesmo sistema elétrico, com o objetivo de reduzir a possibilidade de gerar uma condição de instabilidade de tensão, após uma grande perturbação, ou quando da ocorrência de contingências no sistema elétrico de potência que possam afetar redes elétricas fracas ou sobrecarregadas e com grande inserção de geradores fotovoltaicos. As análises dos modelos de controle serão realizadas por meio de simulações no domínio do tempo, através da ferramenta computacional ANATEM e ANAREDE.

Esta dissertação aborda alguns dos principais problemas operacionais enfrentados pelos operadores de redes de distribuição devido à elevada integração de geradores fotovoltaicos (FV), tais como sobretensões e comutações excessivas de tape nos autotransformadores reguladores de tensão. Essas situações estão sendo continuamente estudadas, tendo em vista que podem causar problemas de qualidade de tensão e reparos em reguladores de tensão. O problema da sobretensão pode ser causado por uma injeção significativa de potência ativa da geração FV à rede. Paralelamente, as variações rápidas e significativas na potência ativa injetada pelo gerador FV, associadas com os transitórios de nuvens, podem resultar no aumento excessivo de comutações de tape no regulador de tensão, que podem acabar diminuindo a vida útil e aumentar a quantidade de manutenções realizadas nestes equipamentos. Neste contexto, surgiram as funções de controle Volt-Watt e Volt-Var prensentes nos inversores FV inteligentes, que foram adicionadas em estudos recentes para mitigar as sobretensões. Este trabalho mostra como as funções de controle Volt-Watt e VoltVar mitigam os problemas de sobretensão e regulação de tensão em redes de distribuição com presença de geradores FV. Simulações de fluxo de potência de séries temporais em alimentadores simples de BT e MT com presença da geração FV foram realizadas em cenários de alta e baixa variabilidade solar.

Os transformadores de instrumentos (TIs) tais como: transformadores de corrente (TCs), transformadores de potencial (TPs) e os transformadores de potencial capacitivo (TPCs) constituem equipamentos fundamentais nos sistemas que envolvem proteção, comando, controle, supervisão e medição relacionados ao Sistema Elétrico de Potência - SEP. A finalidade de avaliar a confiabilidade de equipamentos de subestações, em especial TCs e TPs, e do impacto causado às Funções de Transmissão (FT) a que estes equipamentos pertencem, é para melhor gerenciamento das programações de manutenções, visando a minimização dos desligamentos programados, a eliminação ou redução dos desligamentos intempestivos e restrições operativas para o Sistema de Transmissão do Pará - PA. A escolha dos TIs para esta dissertação, deveu-se às ocorrências de explosões em TCs entre os anos de 2015 a 2016, e alguns casos de divergências em medições relacionadas a TPs, sendo que estes equipamentos se encontram instalados nas subestações pertencentes a Eletrobrás Eletronorte-PA. O objetivo é propor uma metodologia para controle de TIs baseado em métodos estatísticos que considerem para ambos equipamentos (TCs e TPs): o histórico de manutenção, locais de instalação, as diversas famílias, tempo de operação, ocorrências sistêmicas e tempo de vida útil, para estimar grau de confiabilidade operacional destes equipamentos com base em desvio padrão, a ser aplicado nas subestações da Regional de Operação do Pará. Visando a confiabilidade de diagnósticos complementares e apoio ao planejamento da manutenção, com o intuito de reduzir o impacto financeiro negativo causado por aplicação de Parcelas Variáveis (PVs) intempestivas e/ou restrições operativas. Auxiliando em decisões gerenciais quanto a previsão de possíveis substituições de TCs e TPs que possam vir a falhar, permitindo a garantia de continuidade dos serviços de transmissão de energia elétrica do Pará aplicando os conceitos de Qualidade de Energia Elétrica, com foco na qualidade de serviços.

Este trabalho apresenta uma modelagem para DHTv%, DHTi% e harmônicos individuais utilizando previsões de um sistema ANFIS que aprende com dados medidos e prevê o comportamento da rede para valores futuros. Estas previsões podem ajudar a atender as normas nacionais de DHTv% estipuladas pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) através dos Procedimentos de Distribuição (PRODIST), como as normas internacionais de DHTi%., desta forma se antecipando às normas que atualmente são recomendativas, mas em um futuro próximo serão punitivas. A modelagem é realizada por meio de um sistema Neuro-Fuzzy denominado ANFIS, o qual utiliza rede neural para aprender o comportamento do sistema e ajuste dos parâmetros e regra Fuzzy para a determinação dos valores de saída do sistema levando em consideração o aprendizado da rede Neural. A grande vantagem desta ferramenta é o poder de se modelar padrões utilizando uma previsão de estado harmônico das cargas conectadas na baixa tensão, o que ajuda na criação de pseudomedidas para as redes de distribuição, onde é difícil e oneroso a obtenção de medições reais. Entre as aplicações práticas para esta ferramenta pode-se destacar a utilização dos valores previstos em substituição a valores anômalos medidos, a utilização em medidores de energia para prever e evitar a ultrapassagem dos valores de Distorção Harmônico estipulados em norma e a utilização como base para a previsão de harmônicas individuais, que podem ser utilizadas em estudos de fluxo de carga harmônicos.

Esta dissertação objetiva analisar a emissão, a propagação e a interação entre equipamentos envolvendo componentes harmônicas que possuem frequência na faixa entre 2 kHz e 150 kHz, denominadas supraharmônicos. A literatura especializada já reportou a emissão de supraharmônicos por equipamentos eletrônicos como lâmpadas fluorescentes, lâmpadas LED, inversores de frequência e nobreaks, além de impactos relacionados ao aquecimento de cabos e terminações, ruído acústico e interferência em sistemas PLC (Power Line Communication). No presente trabalho, foram realizadas campanhas de medição, em ambiente laboratorial, em inversores de frequência e um conjunto de lâmpadas LED. As medições se dividiram em dois grupos distintos: com os equipamentos conectados à rede elétrica e a uma fonte eletrônica trifásica, com o objetivo de verificar as ordens e os níveis, tanto das emissões provenientes dos equipamentos, quanto da distorção emitida pela própria fonte eletrônica, além da interação entre a fonte e os equipamentos alimentados. Foram empregadas a Transformada de Fourier e a Transformada Wavelet Packet para efetuar a análise e caracterização das distorções observadas. As medições mostraram uma contribuição significativa dos equipamentos observados e da fonte eletrônica para a emissão de supraharmônicos, além da amplificação da distorção quando os equipamentos são por ela alimentados.

O Sistema Interligado Nacional (SIN) é um sistema de fundamental importância no panorama brasileiro. Sua função é conectar eletricamente os centros geradores e os centros consumidores, sendo eles empresariais, comercias ou residenciais. Os principais equipamentos responsáveis pela conexão e transmissão de energia elétrica dos centros geradores aos consumidores são os transformadores de potência. Esses equipamentos estão sujeitos a diversos tipos de falhas que podem afetar seus componentes chegando, em alguns casos, a comprometer a operação deste equipamento e, em consequência, o abastecimento de energia elétrica. Desta forma, neste trabalho é realizada uma análise multifisica nos transformadores de potência, acoplando simulações eletromagnéticas, térmicas e estruturais com o objetivo de fornecer ao operador informação sobre o momento ideal para a realização de manutenções preditivas, evitando paradas não planejadas. Para isso, foram utilizadas simulações computacionais por meio do Método de Elementos Finitos (MEF) e, a partir disso, foram analisadas as diversas situações as quais esses equipamentos podem ser submetidos, tanto na condição nominal, quanto em condições extremas de funcionamento, como corrente de inrush e corrente de curto-circuito. Nesta perspectiva, foram realizadas análises dos efeitos que a dilatação térmica e as forças axiais e radiais exercem, contribuindo para possíveis defeitos nesses equipamentos. Como objeto de estudo, as simulações foram realizadas em um transformador monofásico de 50 MVA, equipamento que encontra-se em funcionamento na região norte do país. Para melhor validação da metodologia utilizada neste trabalho, as simulações foram validadas com dados reais de medição e com resultados presentes em literaturas atuais. Desta forma, este trabalho apresenta uma metodologia que pode auxiliar o quadro técnico de uma indústria na decisão do momento adequado de parada em um transformador de potência para a realização de manutenções preditivas.

Este trabalho apresenta um novo conceito denominado Impedância Equivalente de Perdas (IEP) que é caracterizado por ser um método prático e econômico que permite calcular perdas técnicas e não técnicas em redes de distribuição de energia elétrica com uma boa precisão, para o qual é utilizado dados que qualquer empresa de distribuição possui, como as contas de energia dos consumidores, os parâmetros elétricos da rede e as medições de potências e correntes na saída da subestação. Para mostrar a aplicação deste método, este documento abrange o processamento dos dados e descrição do software usado para simular a operação de sistemas elétricos testes IEEE 13 e 37 barras, considerando que eles apresentam perdas técnicas e não técnicas. Além disso, estes sistemas são avaliados com diferentes condições de operação, incluindo a incorporação de um gerador fotovoltaico. Os casos avaliados neste trabalho mostram que o método pode ser utilizado para planejar e monitorar as redes de distribuição de energia elétrica considerando a separação de perdas técnicas e não técnicas, para que no futuro as ações de redução dessas perdas possam ser gerenciadas, já que a perda de energia elétrica sem gerenciamento traduz-se em perdas econômicas consideráveis tanto para as concessionárias quanto para os consumidores e indiretamente para o país. Os resultados apresentados nesta dissertação, sobre a aplicação da Impedância Equivalente de Perdas no cálculo das perdas técnicas e não técnicas demonstraram a eficácia do método proposto, vislumbrando-se um grande potencial para a aplicação desse procedimento nas empresas de energia elétrica, principalmente nas distribuidoras de energia.

Nos últimos anos, o desenvolvimento socioeconômico da população, o crescimento dos setores comercial e industrial, assim como a instalação cada vez mais crescente de novas cargas, têm gerado grande evolução na demanda do consumo de energia elétrica. Por sua vez, buscando obter sistemas mais eficientes, os fabricantes têm produzido equipamentos energeticamente mais eficientes para utilização residencial, comercial e industrial. No entanto, essas cargas, devido à sua não linearidade, têm contribuído significativamente para o aumento dos níveis de distorção harmônica de tensão e corrente, elevando a preocupação dos gestores do setor elétrico quanto a qualidade de energia elétrica (QEE), principalmente, pela dificuldade na identificação da origem da distorção harmônica. Logo, visando antecipar os efeitos harmônicos e atender a regulamentação vigente, por meio de técnicas computacionais, no presente trabalho dá-se ênfase no ponto de acoplamento comum (PAC), independente das características de consumo e cargas, com o intuito de avaliar os impactos harmônicos em sua rede, além de comparar o nível de confiabilidade das técnicas por meio do erro absoluto médio (EAM). A metodologia proposta utiliza o software de Sistema de Qualidade de Energia Elétrica (SISQEE) que possibilita a utilização de três técnicas computacionais distintas, sendo Regressão Linear, Redes Neurais Artificiais e Árvores de Regressão, para avaliar a contribuição harmônica de cada alimentador no ponto de interesse das redes elétricas escolhidas. Para comprovar a validade da metodologia, são elaborados dois estudos de caso baseadas em medições reais em uma universidade e em um polo industrial. As medições foram realizadas com o período mínimo amostral de sete dias através de analisadores de QEE, conforme procedimentos de distribuição da ANEEL (PRODIST). Como resultado da QEE, verificou-se o quanto cada alimentador impacta a distorção de tensão e corrente no PAC, além de classificar os alimentadores com relação a seu respectivo impacto na rede elétrica estudada. Também como resultado, os estudos propiciaram a avaliação de desempenho entre as diferentes técnicas, com diferentes intervalos de tempo (semanal, diário e por patamar de carga), permitindo classificar o comportamento e a confiabilidade de cada técnica em cada período. Como conclusão do trabalho, os métodos propostos e as análises apresentadas dão subsídios aos gestores para efetuar uma ação mitigadora mais eficiente dos impactos harmônicos causados na rede elétrica e, também, identificar as diferenças entre as técnicas e seu grau de confiabilidade, de acordo com os intervalos temporais estudados.

Essa dissertação de mestrado apresenta um estudo comparativo de métodos de fluxo de carga para redes de distribuição ativa. O estudo proposto leva em conta as mudanças já enfrentadas pelos sistemas de distribuição, como a alta penetração da geração distribuída (GD), considerando as características típicas de redes de distribuição com a alta relação R/X. Essas características impõem dificuldades sobre o desempenho de tradicionais algoritmos de fluxo de carga, como o método desacoplado e o método da varredura (backward-forward sweep). Por outro lado, algoritmos modificados baseados no método desacoplado, como o desacoplado com rotação de eixos e desacoplado com normalização complexa podem ser eficientemente aplicados para análise de sistemas de distribuição. Nesse sentido, uma comparação de desempenho, em termos de número de iterações e custo computacional, é realizada entre os seguintes métodos: Newton-Raphson, somatório de correntes, desacoplado rápido com normalização complexa e desacoplado com rotação de eixos. O desempenho dos métodos é analisado para diferentes graus de penetração da GD, tipos de barras PQ e PV em barras com a presença da GD, e diferentes valores R/X dos cabos. Além disso, verificou-se a influência do ângulo base dos métodos desacoplados modificados sobre o número de iterações. Os métodos foram testados em quatro sistemas: sistema de 2 barras, sistema de 69 barras, sistema de 476 barras e sistema de 1080 barras.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um software que fornece um ambiente computacional para que o usuário possa realizar análises de Qualidade de Energia Elétrica (QEE) seguindo as normas estipuladas pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) através dos Procedimentos de Distribuição (PRODIST). Também é possível realizar análises de contribuição de impactos causados pela injeção de harmônicos na rede elétrica, apontando as possíveis parcelas percentuais de contribuição de cada Unidade Consumidora (UC), através de módulos que realizam um estudo de sensibilidade por meio de técnicas de Inteligência Computacional (IC) como Redes Neurais Artificiais (RNA), Árvores de Regressão (AR) e Regressão Linear Simples (RL). Para construção dos modelos são utilizados dados de séries temporais de harmônicos de corrente e de tensão que foram obtidos através de campanhas de medição.

As mudanças a que o setor elétrico tem sido submetido ao longo das últimas décadas vêm impondo às concessionárias e permissionárias novos desafios, os quais tem impulsionado pesquisas na busca de melhorias ao sistema de distribuição sem abrir mão do emprego ótimo de recursos. As adequações à normatização que regula o setor, a constante busca pela redução nas perdas, a crescente demanda e a inserção de novos paradigmas, como por exemplo, a geração distribuída, têm sido tópicos amplamente estudados. O uso de Bancos de Capacitores (BCs) devidamente alocados vem constituindo, por muito tempo, uma das principais estratégias utilizadas para manter variáveis elétricas tais como tensão, fator de potência e carregamento de alimentadores dentro dos níveis adequados. Por outro lado, a crescente presença de harmônicos na rede acrescenta limitações no uso dessa estratégia. Nesse contexto, este trabalho propõe o emprego do NSGA-II, uma metaheurística multiobjetivo, na solução do Problema de Alocação de Bancos de Capacitores (PABC) em redes de distribuição radiais trifásicas, considerando os fenômenos da ressonância harmônicas devidos a presença de cargas não-lineares. A abordagem multiobjetivo permite ao usuário escolher entre uma gama de soluções a que mais se adequa às suas necessidades. Os resultados evidenciaram grande relevância da análise da distorção harmônica e do índice de ressonância, em conjunto, para a obtenção de soluções otimizadas para o PABC, de forma a elevar a qualidade da energia entregue ao consumidor e a vida útil dos equipamentos que constituem a rede de distribuição.

Esta dissertação visa mostrar o impacto de geradores fotovoltaicos distribuídos, conectados nas redes de distribuição, na estabilidade de tensão de longo-prazo usando simulação completa no domínio do tempo. O efeito de diferentes níveis de penetração da geração fotovoltaica é investigado. Também são investigados diferentes modelos de redes de distribuição com geração distribuída: 1) Carga e GD representados por modelo ZIP e carga com potência ativa negativa do tipo corrente constante, respectivamente, na subestação (SE); 2) Carga e GD representados por modelo ZIP e equivalente dinâmico, respectivamente, na SE; 3) Carga e GD representados por modelo ZIP e modelo dinâmico, respectivamente, distribuídos ao longo de uma rede de distribuição de MT. Equipamentos como transformadores com comutação de tape sob carga (OLTC, do inglês, “On-Load Tap Changer”), limitadores de sobrecorrente de excitação (OEL, do inglês, “Overexcitation Limiter”), cargas estáticas e autotransformadores reguladores de tensão são levados em consideração nas análises, pois afetam significativamente a estabilidade de tensão de longo-prazo. As investigações são realizadas por meio do uso do software de análise de rede (ANAREDE) e do software de análise de transitórios eletromecânicos (ANATEM), desenvolvidos pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (CEPEL). A modelagem estática dos geradores fotovoltaicos é considerada como barras PQ, e a modelagem dinâmica é baseada no modelo PVD1 da WECC (Western Electricity Coordinating Council) implementada via Controle Definido pelo Usuário (CDU) no ANATEM. A proteção mandatória da geração fotovoltaica também é considerada. O sistema de potência estudado é uma junção de um sistema de transmissão de 11 barras com sistemas de distribuição da UKGDS (United Kingdom Generic Distribution System) de 76 barras cada.

Uma das maiores dificuldades observadas em laboratórios de alta tensão é o ajuste da forma de onda do impulso de tensão a ser utilizado nos ensaios. Esta dificuldade deve-se ao fato de que, na maioria das vezes, não se conhece a capacitância do objeto sob ensaio, não sendo possível realizar um cálculo exato dos parâmetros a serem utilizados no gerador de impulsos. Nos casos de ensaios em transformadores, estas dificuldades aumentam visto que, além da capacitância inerente da sua isolação, há também uma contribuição de indutância ao circuito de ensaio, proveniente de seus enrolamentos. Isto dificulta ainda mais a obtenção de uma forma de onda normalizada, de acordo com a norma NBR IEC 60060-1. Nesta Dissertação de Mestrado apresenta-se e avalia-se metodologias que permitem a realização de ensaios normatizados de impulso de tensão em transformadores com baixas indutâncias, comuns nos sistemas de distribuição de energia elétrica. Serão destacados os resultados obtidos com a inserção de um circuito Glaninger, comparado com a metodologia baseada no aumento da resistência paralela total do circuito em teste. As simulações computacionais são realizadas com o auxílio do programa ATP (Alternative Trasient Program), utilizando valores nominais de parâmetros físicos dos equipamentos de alta tensão do Laboratório de Extra Alta tensão da Universidade Federal do Pará (LEAT). Através de uma modelagem inicial do gerador de impulsos de tensão do LEAT no programa ATP, valida-se os resultados simulados com a realização de um ensaio real no LEAT. Após validação, uma simulação de ensaio em um transformador de distribuição de baixa indutância é realizada no intuito de apresentar as deformações na forma de onda do impulso que ocorrem, provenientes das baixas indutâncias dos enrolamentos do transformador. Através da introdução de um circuito Glaninger devidamente adaptado, apresenta-se a solução para o problema citado, portando, permitindo que ensaios em transformadores com baixa indutâncias sejam realizados de acordo com critérios estabelecidos pelas normas vigentes.

Esta dissertação aborda os principais problemas operacionais enfrentados pelos operadores de redes de distribuição devido à elevada integração de geradores fotovoltaicos (FV), tais como sobretensões, comutações excessivas de tape e a condição de runaway em reguladores de tensão. As sobretensões ao longo do alimentador podem ser causadas pela significativa injeção de potência ativa do gerador FV. Adicionalmente, as variações rápidas e significativas na potência ativa injetada pelo gerador FV, associadas com os transitórios de nuvens, resultam em aumento excessivo de comutações de tape no regulador de tensão, afetando negativamente a vida útil desse equipamento. Além disso, quando a direção do fluxo de potência é invertida no alimentador devido à significativa injeção de potência ativa do gerador FV, o regulador de tensão pode falhar no controle da tensão na barra sob regulação e o tape pode atingir seu limite inferior ou superior (condição de runaway). Esta dissertação propõe um controle local de potência reativa para inversores FV a fim de aliviar tais problemas mencionados. O controle proposto é avaliado usando dados de medição de um sistema fotovoltaico real instalado no telhado de uma residência localizada em Belém e simulações dinâmicas de um alimentador de média tensão com uma miniusina FV.

Fundamental para a atividade econômica, o setor de energia elétrica no Brasil é regulado pela agência pertinente, a ANEEL. Esta regula e fiscaliza a produção, transmissão/distribuição e comercialização de energia elétrica em conformidade com as políticas e diretrizes do governo federal. Entre outras funções, a ANEEL define os valores de tarifas a serem cobradas pelas concessionárias através de ferramentas como as Revisões Tarifárias. As perdas não técnicas (ou perdas comerciais) das distribuidoras são parte da composição da tarifa de energia, sendo repassadas ao consumidor final, dentro de um limite pré-estabelecido. Portanto, a redução das perdas comerciais é tema de fundamental importância para as distribuidoras de energia, pois aumenta a rentabilidade da empresa e diminui os custos da energia ao usuário final. Este trabalho, fruto de projeto de pesquisa executado em parceria entre a distribuidora de energia elétrica do estado do Pará, CELPA, e a Universidade Federal do Pará, UFPA, propõe uma nova metodologia no âmbito do planejamento operacional, incluindo informações de perdas técnicas e não técnicas nos estudos de fluxo de carga utilizando o método Somatório de Potência modificado. Para tanto, inicialmente é feita uma análise do cenário do setor elétrico brasileiro, com ênfase nas fraudes e furtos de energia, considerando os impactos desta realidade do ponto de vista financeiro tanto para as concessionárias de energia quanto para os clientes, e também os impactos na prestação de serviços a estes consumidores. A seguir apresenta-se uma nova metodologia, capaz de determinar de forma mais assertiva o estado real de operação da rede de distribuição, por levar em conta as perdas comerciais de energia, juntamente com medições reais de potência ativa e reativa injetada nos alimentadores, no ponto de acoplamento com a subestação. Aplica-se o método elaborado utilizando tanto um alimentador teste do IEEE 13- barras, quanto um alimentador urbano da rede metropolitana de Belém, pertencente à concessionária de energia do Pará, CELPA, e os resultados obtidos são então apresentados e analisados.

A matriz energética mundial é bastante dependente das fontes não renováveis de energia, assim, a adoção de novas tecnologias e estratégias que visem à eficiência energética são ações fundamentais, face às mudanças climáticas, escassez dos recursos naturais e demanda crescente de energia. Nesse sentido, o progresso autônomo da tecnologia dos LEDs, do inglês “Light-Emitting Diode”, e o progresso induzido, praticado pelo governo brasileiro, em eficiência energética são alavancas propulsoras para o crescimento das medidas de conservação de energia em todos os setores da economia. Nesse contexto, o presente trabalho vem propor uma metodologia que busca reduzir o consumo de energia elétrica na Administração Pública. O método proposto é aplicado em um estudo de caso na Superintendência do Desenvolvimento da Amazônia (SUDAM), uma Autarquia Federal, utilizando-se, em um primeiro momento, de um pré-diagnóstico energético capaz de embasar a implementação de Ações de Eficiência Energética (AEE) por meio de medidas técnico-administrativas e, em um segundo momento, amparado por um diagnóstico energético aprofundado no sistema de iluminação artificial, sugere e emprega o LED na iluminação artificial de alguns ambientes da SUDAM. Para subsidiar a metodologia proposta é utilizado o software RETScreen® e a metodologia do Guia de M&V (Medição e Verificação) da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) tendo como premissas, respectivamente, analisar a oportunidade percebida no diagnóstico energético e quantificar os resultados obtidos admitindo a substituição de todas as lâmpadas antigas por lâmpadas LED. O trabalho apresenta os resultados, satisfatórios, provenientes das Ações de Eficiência Energética e conclui também que a utilização do LED na iluminação artificial da SUDAM possui viabilidade de aplicação com recursos próprios da Instituição, configura-se como uma proposta de projeto válida para Chamadas Públicas, que devem ser ofertadas pela concessionária de energia local, no âmbito do Programa de Eficiência Energética (PEE) regulado pela ANEEL, possibilidade de obter a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) parcial para o sistema de iluminação e ainda servir como parâmetro e motivação para os demais Órgãos do Setor Público.

Os prejuízos causados nos últimos anos pelas perdas comerciais às concessionárias de distribuição de energia elétrica no Brasil têm sido estimados aproximadamente em R$ 7 bilhões. Essa realidade representa, um desafio para algumas das distribuidoras do país, as quais necessitam de medidas eficazes no combate às perdas comerciais. Neste cenário, a presente dissertação de mestrado, apresenta uma metodologia capaz de detectar fraudes no consumo de energia elétrica, usando uma técnica de mineração de dados, conhecida como árvore de decisão. Testes de desempenho do método foram realizados usando dados reais do histórico de consumo de energia elétrica e de fiscalização de irregularidades em unidades consumidoras (UC’s) da região metropolitana de Belém. Os resultados mostraram que o método proposto baseado em árvore de decisão possui bom desempenho na detecção de fraudes no consumo de energia elétrica.

O crescimento dos grandes centros urbanos traz como consequência imediata o aumento das cargas nos sistemas de distribuição. Além disso, a crescente demanda implica em igual crescimento no consumo de reativos, que, como já se sabe, são sinônimos de perdas nos sistemas de potência, bem como de comprometimento de alguns de seus componentes. Dessa forma, é grande o desafio das concessionárias de distribuição de energia elétrica, uma vez que a dinâmica da carga imprime um maior esforço no que diz respeito ao planejamento da expansão e de melhorias no sistema. Como forma de mitigar os problemas gerados, a instalação de bancos de capacitores surge como solução prática, econômica e consolidada tecnicamente. Entretanto, há de se pensar no dimensionamento e posição de instalação dos bancos, de modo que alcancem o melhor desempenho possível. Paralelamente, o crescimento de cargas nos sistemas de distribuição introduz um novo paradigma, a presença de harmônicos provenientes de cargas não lineares. Uma das peculiaridades da presença simultânea de harmônicos e capacitores dentro de uma mesma rede elétrica é a possibilidade de ocorrência do fenômeno da ressonância, em que o valor das amplitudes de alguns componentes harmônicos ultrapassam os limites aceitáveis, produzindo diversos efeitos indesejados. Nesse contexto, este trabalho propõe a comparação entre duas técnicas evolucionárias de otimização multiobjetivo, o NSGAII e o SPEA2, para a solução do Problema de Alocação e Dimensionamento de Bancos de Capacitores (PADBC) em redes de distribuição radiais, considerando os efeitos dos harmônicos na presença de cargas não lineares.

Apesar de suas vantagens indiscutíveis, a geração distribuída (GD) pode afetar negativamente alguns aspectos da operação dos sistemas de energia elétrica, especialmente um ponto pouco explorado: a proteção das redes de distribuição de energia elétrica e sua interação com os sistemas de geração de energia baseados em inversores. Nesta dissertação, o impacto da GD conectada via inversor na coordenação religador-fusível de esquemas de proteção em redes de distribuição é minuciosamente estudado. Simulações são realizadas por meio do software DIgSILENT PowerFactory através de curtos-circuitos monofásicos e trifásicos considerando diferentes localizações de faltas e da GD, níveis de penetração e de operação, e outros aspectos que influem na descoordenação da proteção em um sistema de distribuição teste real do IEEE de 34 barras. A contribuição à corrente de curto-circuito de geradores baseados em inversores é também investigada por meio de simulações no modelo de transitórios eletromagnéticos do software. Os resultados mostraram que a elevada penetração da GD conectada via inversores aumenta a corrente de curto-circuito que passa pelo fusível e o faz operar mais rapidamente do que o religador em uma condição de falta, levando à perda de coordenação religador-fusível. É feita uma discussão geral dos resultados, identificando os eventuais cuidados adicionais que devem ser considerados a fim de manter a coordenação e seletividade entre as proteções de um sistema de distribuição.

A contínua incorporação de geração distribuída às redes de energia elétrica no mundo, a partir de fontes renováveis, tem contribuído positivamente no fornecimento de energia, na eficiência energética e na redução de gases poluentes. Apesar disso, novos desafios relacionados com as mudanças na qualidade da energia, a estabilidade do sistema e os níveis de curto circuito, dentre outros, continuam sendo alvo de pesquisas. O Brasil tem adicionado nos últimos anos uma importante quantidade de gigawatts às redes graças a conexão de grandes parques eólicos. Adicionalmente, as recentes possibilidades para que os consumidores se tornem pequenos geradores e troquem energia nas redes de distribuição, visa a conexão de outra quantidade de gigawatts. Diante disto, este trabalho apresenta as análises do impacto da atuação da proteção do tipo crowbar dos aerogeradores de indução duplamente excitados (DFIG) sobre os sistemas de proteção empregados nas redes de distribuição radiais, visando avaliar a influência que exerce sobre a coordenação das funções de proteção de sobrecorrente quando ocorrem faltas na rede. Para garantir este objetivo, avaliações das contribuições às correntes de curto-circuito do DFIGs ligados à rede durante perturbação, são efetuadas no software DIGSILENT Power Factory 14.1, sob a consideração de dois casos de operação do DFIG. Um deles contempla a não inserção da proteção do tipo crowbar e o outro considera a inserção desta proteção durante uma perturbação na rede. A estratégia para implantar a proteção do tipo crowbar estabelece a inserção de resistências ao circuito do rotor do DFIG quando forem ultrapassados limites de corrente no rotor e tensão no ponto de conexão. Os resultados obtidos fornecem informações relevantes relacionadas com as mudanças nos níveis de curto-circuito, as quais devem ser contempladas nos estudos prévios à conexão de novos DFIG, devido a importância que representam para coordenar as funções de proteção de sobreccorrente sob considerações dinâmicas e em regime permanente.

Mediante estudos realizados pelo CIGRE em 2009, constatou-se que a fonte principal de falhas elétricas em hidrogeradores estão correlacionados a isolação elétrica. Devido a isto, monitorar as condições do enrolamento estatórico tornou-se primordial e um dos meios de se realizar este procedimento é através da medição e análise de descargas parciais, sendo este um dos métodos mais eficazes e seguros para análise do isolamento do estator do gerador. No entanto, apesar de possuírem padrões bem definidos, não é trivial encaixar os sinais obtidos nestes padrões, devido principalmente ao grande número e variedades de ocorrências de DPs. Este aumento no volume de dados obtidos foi devido a melhorias nos equipamentos e softwares do IMA-DP que viabilizou melhor planejamento e periodicidade nas medições. O uso de uma ferramenta que agilize este processo de identificação e diagnóstico das Descargas Parciais é proposto neste trabalho, baseado em técnicas de mineração dados utilizando árvores de decisão, que é uma solução para análise de grandes volumes de dados. No caso especifico aqui apresentado, utilizou-se 2435 medições provenientes da fase A de um dos hidrogeradores da Casa de Força 1 da Usina Hidrelétrica de Tucuruí, o que foi fundamental para validar o método, pois trata-se de dados reais do sistema. Foi utilizada uma abordagem híbrida (não-supervisionado/ supervisionado) para identificar padrões e posteriormente classifica-los dentre as formas conhecidas de DPs. Obteve-se respostas de classificação dos sinais de forma rápida e muito satisfatória, principalmente ao se converter os dados dos mapas estatísticos em histogramas de amplitude, conseguindo assim, clusters bem definidos e uma árvore de decisão que apresentou índices de acerto global na sua validação acima de 98%.

Esta dissertação apresenta a análise de eficiência energética predial feita no edifício do Ceamazon, laboratório de pesquisas vinculado à Universidade Federal do Pará. Para este estudo foi utilizada a metodologia prescritiva do Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas – RTQ-C. A análise energética do RTQ-C envolve três parâmetros distintos: a envoltória da edificação, o sistema de iluminação artificial e o sistema de condicionamento de ar. O estudo dos dados de cada um destes sistemas fornece material para os cálculos necessários no método, que resultarão em um equivalente numérico para cada um, representando a eficiência de cada sistema. A análise desta dissertação foi efetuada principalmente nos sistemas de iluminação artificial e condicionamento de ar, visto que uma análise prévia dos dados de envoltória do prédio já havia coletado bons resultados. O objetivo primário da dissertação foi de enquadrar a edificação em questão no nível A de eficiência energética proposto pelo regulamento. Desta forma, foram feitas as adequações necessárias ao projeto do ponto de vista energético, especificamente nos sistemas de iluminação e refrigeração artificial, visando tanto a classificação máxima de acordo com o RTQ-C como também a economia de energia e consequentemente, a redução de custos. Assim sendo, serão apresentadas também propostas de inclusão de alternativas energéticas para o edifício, visando uma eficiência energética ainda maior, bem como análises de viabilidade econômica e simulações energéticas das alterações propostas ao projeto da edificação, através dos softwares RetScreen e EnergyPlus.

Esta Dissertação analisa impactos de geradores fotovoltaicos sobre reguladores de tensão presentes em redes de distribuição. Para a realização das análises, simulou-se o comportamento de dois sistemas testes de redes de distribuição no software ANATEM, sendo o primeiro deles um sistema genérico de 20 barras e o segundo, a rede UKGDS 95 barras. Foram modelados no software geradores fotovoltaicos e funções representativas do regulador de tensão, considerando o Compensador de Queda de Tensão em Linha (LDC - line drop compensator), por meio da funcionalidade CDU. As simulações desenvolvidas refletiram o aumento da injeção de potência ativa pelos geradores na rede de distribuição, devido a variação positiva nos níveis de irradiação incidente nos módulos fotovoltaicos. Assim, tornou-se possível observar a reversão no fluxo de potência através do alimentador, a qual ocorre quando o nível de penetração da geração fotovoltaica e maior que a carga do sistema e que, em determinadas condições, leva o regulador a perder sua capacidade de regulação. Este fenômeno, no qual o regulador de tensão perde a capacidade de controlar a tensão na barra desejada, e conhecido como condição de runaway e é detalhado por meio de simulações dinâmicas, estudos até então ausentes na literatura do assunto.

O setor elétrico brasileiro tem enfrentado grandes mudanças devido a modernização dos equipamentos elétricos, principalmente quando se refere aos consumidores residenciais. Isso tem proporcionado um aumento considerável do nível de distorção de harmônicos nas redes elétricas de distribuição, o que pode ser justificado pelo uso acentuado de equipamentos baseados na eletrônica de potência, na tentativa de torná-los cada vez mais eficientes e compactos. Portanto, torna-se necessário a realização de diagnóstico quanto aos níveis de distorções harmônicas em sistemas elétricos. O monitoramento por analisadores de energia é a melhor forma de obter os dados do sistema elétrico, entretanto a simulação computacional é uma eficiente ferramenta capaz de reproduzir os distúrbios e o comportamento da rede elétrica para diferentes modos de operação. Logo, este trabalho tem como objetivo apresentar um ambiente computacional que auxilie nos estudos de propagação de harmônicos nos sistemas elétricos. Para isso, utilizou-se o software ATP (Alternative Transient Program) para a modelagem do sistema elétrico, o comportamento harmônico de uma carga não linear é representado por valores eficazes de medidas de correntes harmônicas em função do tempo. As medidas foram obtidas por meio de analisares de qualidade da energia conectados em uma rede de distribuição da região norte do Brasil. Logo, para esse conjunto de medidas, foi realizado um conjunto de simulações, disponibilizando ao usuário valores de tensões harmônicas para todos os barramentos do sistema elétrico. Portanto, com o simulador de redes elétricas será possível realizar estudos de propagação de harmônicos em diversos sistemas elétricos, podendo auxiliar como uma ferramenta de planejamento estratégico quanto ao uso de medidas mitigadoras ou mesmo para o controle estratégico das distorções harmônicas, a partir das avaliações dos principais momentos críticos de distorções harmônicas em todos os pontos da rede elétrica. Para demonstrar a utilização, o sistema industrial de 13 barras foi utilizado como um sistema teste para as análises nesta dissertação.

Devido à crescente preocupação com o meio ambiente, a IMO (International Maritime Organization), através da MARPOL (International Convention for the Prevention of Pollution from Ships), criou a primeira norma obrigatória do setor sobre a eficiência energética dos navios, buscando a diminuição das emissões de gases de efeito estufa e de custos relacionados ao consumo de energia. Esta dissertação tem como objetivo propor uma metodologia de medidas de eficiência energética em navios, aplicando-a a um navio patrulha da Marinha do Brasil. O navio analisado, o P-49 ou Guarujá, é uma embarcação de 19 anos, sendo também a idade de quase todos os equipamentos que o compõem. O Guarujá possui o sistema de propulsão totalmente isolado eletricamente da geração de energia elétrica, então, os sistemas alvo dessa pesquisa foram aqueles com maior demanda de energia elétrica: o sistema de iluminação, de refrigeração, de geração de energia elétrica, de salvamento e as câmaras frigoríficas. No entanto, as informações disponíveis dos sistemas acima citados se mostraram escassas, assim, explorou-se apenas as lâmpadas e alguns motores elétricos de bombas, compressores e ventiladores. As ações propostas para os equipamentos disponíveis a verificação foram 1 - a troca das lâmpadas do caso referência por lâmpadas LED; e 2 - a substituição dos motores elétricos por exemplares similares de maior rendimento. As medidas foram analisadas financeira e ambientalmente através do software RETScreen, importante ferramenta para estudos em eficiência energética e fontes renováveis desenvolvida pelo Governo do Canadá; com auxílio do simulador do PROCEL, o BD Motor, promovendo maior enfoque sobre os motores devido a sua complexidade e importância no ótimo funcionamento dos sistemas do navio. As ações se mostraram viáveis, com o tempo de retorno total de 2 anos, diminuindo a emissão de 164 toneladas de CO2 na atmosfera em 20 anos e economizando cerca de R$ 352.974,80 ao fim da vida do projeto, justificando, assim, a sua execução.

Este trabalho propõe uma metodologia para o gerenciamento de energia como uma ferramenta de Gestão de Eficiência Energética na Indústria pelo lado do consumo de energia no processo produtivo de uma indústria. Uma ação importante neste processo é a criação da interatividade entre os usuários e a energia elétrica. É proposto a implementação de dispositivos de medição, controle e diagnostico, a fim de obter um melhor aproveitamento do uso da energia elétrica, e com a aquisição dos dados oriundos destes dispositivos permitirem o gerenciamento para redução do consumo de energia e fazer a gestão visando a eficiência energética. São apresentados resultados do sistema proposto nas áreas com centrais de refrigeração de uma indústria de produtos plásticos para atendimento à indústria alimentícia. No presente estudo, aplicou-se também uma metodologia chamada de medição e verificação (M&V) para avaliar o percentual efetivo de economia obtido após a implantação das ações de eficiência energética.

Resumo

A Qualidade da Energia Elétrica (QEE) é constantemente alvo de vários estudos, principalmente os que estão relacionados com o setor de produção industrial, onde estão concentradas grandes cargas dos sistemas elétricos. Com a evolução dos processos de produção industrial e a inserção de novas tecnologias no setor industrial, foram adicionadas grandes quantidades de equipamentos eletrônicos que são fontes geradoras de perturbações nos sistemas, e que alteram a qualidade do produto “energia elétrica”. Com o intuito de minimizar os transtornos decorrentes da baixa qualidade da energia e os prejuízos causados para as concessionárias e consumidores (industriais, residenciais e comerciais), foi desenvolvido no Brasil, os procedimentos de distribuição no sistema elétrico nacional (PRODIST), criado e desenvolvido pela Agencia Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). O PRODIST tem o objetivo de normatizar e padronizar as atividades relacionadas à distribuição de energia, incluindo os padrões de qualidade do produto. O presente trabalho foi concentrado e realizado em uma empresa do polo industrial de Manaus (PIM), que possui um sistema elétrico trifásico de baixa tensão, com objetivo de monitorar a qualidade do produto “energia elétrica” através do conteúdo harmônico gerado pela rede elétrica envolvida na manufatura. Os dados gerados foram submetidos a uma técnica de inteligência computacional (IC), com uso do processo de descoberta de extração de conhecimento em bases de dados ou KDD. O objetivo do trabalho é analisar, identificar e diagnosticar os pontos de acoplamento e processos que apresentam conteúdos harmônicos representativos para o sistema, podendo-se assim verificar o quanto cada processo analisado pode estar afetando a qualidade da energia dentro da própria indústria e no ponto de acoplamento com a concessionária, através das gerações de distorções harmônicas, evitando assim, penalizações e outras sanções regulamentadas.

Esta dissertação apresenta os experimentos com aplicações de técnicas de Inteligência computacional para caracterização de descargas parciais em hidrogeradores. A classificação das descargas parciais contribui para uma análise prévia de problemas e permite a manutenção preditiva nas máquinas, reduzindo a possibilidade de falhas nas mesmas. Os dados foram coletados de modo online (máquina em operação) na Usina Hidrelétrica de Tucuruí, sendo observados os padrões de descarga interna, de laminação e entre barras. O software IMA-DP, desenvolvido em parceria entre Eletronorte e Cepel, permitiu que esses dados fossem medidos e registrados de maneira rápida, e organizados através dos mapas PRPD (Phase Resolved Partial Discharges). As técnicas de binarização, ANOVA (Analisys of Variance), ACI (Análise de Componentes Independentes) e ACP (Análise de Componentes Principais) foram aplicadas aos sinais para adequar os mesmos ao uso das técnicas de inteligência computacional. O trabalho foi desenvolvido no ambiente IPython usando a biblioteca scikit-learn, a qual possui eficientes algoritmos de inteligência. Os experimentos foram realizados fazendo-se uso das técnicas: KNN (K-Nearest Neighbors.), Floresta Randômica e MVS (Máquinas de Vetores de Suporte). Tais técnicas apresentaram bons resultados com os experimentos realizados, destacando-se aqueles obtidos para MVS que apresentaram os melhores resultados, atingindo uma acurácia de 96.07%, devido possuir mecanismos de seleção das principais variáveis durante o processo de treinamento.

Os operadores de Sistema e de subestação são peças fundamentais, tanto para a sociedade, como para as empresas de energia elétrica no que tange à correta operação dos sistemas de energia elétrica. Para que estes desempenhem satisfatoriamente suas atribuições, devem passar por constantes treinamentos de reciclagem e simulação de operação de tais sistemas, através dos simuladores de operação. O trabalho proposto aqui será de apresentar um simulador de manobras da operação, que pode ser utilizado tanto para operadores de sistema, como de instalação, que já contenha instruções de manobras de recomposição quando de perturbações de linhas de transmissão, transformadores, equipamentos de compensação de potência reativa e setoriais da instalação, tal como a recomposição quando de atuação por proteção diferencial de barras e falha de disjuntor. Estas duas últimas por várias vezes são motivos de anseios e dificuldade de recomposição por exigirem alto grau de conhecimento operacional. A subestação piloto utilizada para a criação do simulador, bem como a criação das instruções de manobras de recomposição, é a Subestação Guamá, da empresa Eletrobras Eletronorte.

Os problemas de otimização de processos industriais atraíram muitas pesquisas no início dos anos 90 do século passado. O aumento do volume de produção, o aumento da competitividade do mercado e os avanços tecnológicos pressionaram as indústrias a buscar soluções de baixo custo e implementação rápida. Um dos processos que se tornou a razão principal para o aumento do volume de vendas foi o processo de montagem de placas de circuito impresso, cuja tecnologia de montagem em superfície composta por máquinas de serigrafia, montadoras de chips automatizadas e fornos de refusão representou um avanço, pois substituiu o processo anterior que empregava a tecnologia através de furos. Esta pesquisa formulou um novo ponto de vista para otimização de montadoras modulares de chip baseada no conhecido problema de arranjo de alimentadores e no problema de movimentação da cabeça de montagem aplicando de forma global um Algoritmo Genético de Multicritério Não Dominante (NSGA-II) cujo objetivo foi a redução do tempo total do ciclo de montagem. A modelagem das funções de aptidão foi apresentada e a ferramenta de otimização multicritério foi descrita utilizando as funções da máquina e suas respectivas restrições. O mesmo método poderia ser aplicado para descrever outros tipos de máquinas para auxiliar pesquisas futuras.

O bom desempenho do sistema de aterramento de subestações e de usinas geradoras é uma condição essencial para que tais plantas possam operar dentro dos padrões de qualidade estabelecidos. Portanto, um sistema de monitoramento contínuo da malha de aterramento é uma ferramenta importante para auxiliar as equipes técnicas na identificação de falhas que afetem a operação dos Sistemas Elétricos de Potência. Alguns dos métodos tradicionais de medição nas malhas de aterramento necessitam do desligamento das instalações. No entanto, os contratos de concessão preveem penalidades por indisponibilidade da Geração e Transmissão, de modo que a adoção de procedimentos de avaliação constante do sistema de aterramento, sem o desligamento das instalações é essencial. Atendendo a essas especificações, esta Dissertação apresenta o desenvolvimento de um sistema embarcado de aquisição de sinais de tensão e corrente em pontos selecionados da malha de aterramento. Outro componente do sistema proposto é um software capaz de gerenciar a rede formada pelos diversos instrumentos de medição, organizar as informações coletadas em uma base de dados e produzir relatórios de acompanhamento das condições de operação da malha de aterramento. Um aspecto importante do sistema é a adoção da tecnologia de redes sem fio para comunicação entre um computador servidor e o conjunto de instrumentos de medição. Os resultados obtidos experimentalmente reforçam a contribuição do sistema desenvolvido e encorajam novos esforços de aperfeiçoamento.

A energia elétrica em abundância é fundamental para o desenvolvimento de um país, ela é o motor que constrói a sua economia, fortalecendo desde as grandes indústrias, pequenos empreendimentos e consumidores residenciais, gerando emprego, renda e aumentando assim a qualidade de vida de seus cidadãos. Nesse contexto, emergiu o conceito de Qualidade de Energia (QEE), que tem por finalidade estudar a qualidade da energia que é fornecida pelas instalações elétricas como as de geração, buscando sempre soluções para que a eletricidade gerada chegue ao destino final isenta de perturbações, conforme exigências dos órgãos de controle. Este trabalho tem como ênfase a implantação de um sistema de monitoramento em qualidade de energia (SMQEE) na Usina Hidrelétrica (UHE) Coaracy Nunes da Eletrobrás Eletronorte no Estado do Amapá. Os constantes problemas em componentes auxiliares da geração bem como o número de eventos constatados pelos oscilógrafos da usina serviram de motivação para a implantação do SMQEE. Além da descrição do SMQEE desenvolvido para a UHE Coaracy Nunes, serão apresentados os resultados preliminares de levantamentos sobre a qualidade de energia da usina, sobretudo nos serviços auxiliares. Os dados das oscilografias dos oscilógrafos existentes e dos dispositivos de coleta de dados de tensão e corrente desenvolvidos e instalados no aterramento e nos serviços auxiliares, compõem o banco de dados do SMQEE, a partir do qual são feitas as consultas e extraídos os relatórios de QEE da Usina. Nesse sistema a oscilografia é decomposta pela técnica Wavelet para detectar o início e o fim das ocorrências que caracterizam os eventos de QEE que se deseja extrair. A proposta do SMQEE é a utilização da oscilografia para extração dos seguintes fenômenos: harmônicos de tensão, variações de tensão de curta duração (afundamentos e elevações de tensão, interrupção), desequilíbrios de tensão e transitórios. Também será processada pelo SMQEE a atuação do sistema de proteção, sendo disponibilizada para o analista a visualização dos estados dos dispositivos de proteção, para a análise e diagnóstico da ocorrência. Como principais resultados verificou-se que o SMQEE, ainda em fase de implantação, demonstra atender as demandas da rotina de trabalho da Hidrelétrica de Coaracy Nunes. Como conclusão, infere-se que o uso de programas computacionais para monitoramento e análise de QEE são importantes ferramentas para a prevenção de problemas em sistemas elétricos.

Esta dissertação apresenta um método baseado em algoritmos genéticos para cálculo de equivalentes dinâmicos de sistemas de potência visando representar partes de um sistema para estudos de análise de estabilidade transitória. O modelo do equivalente dinâmico é obtido por meio da identificação de parâmetros de geradores síncronos, localizados nas barras de fronteira entre o sistema externo e o subsistema em estudo. Um indicie é usado para avaliar a proximidade entre as simulações realizadas usando o modelo completo e o modelo reduzido, após serem submetidos a grandes distúrbios no subsistema em estudo. Diferentes condições operacionais foram levadas em conta. As simulações foram realizadas usando os softwares GAOT “The Genetic Algorithm Optimization Toolbox”, ANAREDE e ANATEM. Esse método foi testado no sistema teste duas áreas do Kundur e no Sistema Interligado Nacional (SIN). Os resultados validaram a eficácia do método desenvolvido para o cálculo de equivalentes dinâmicos robustos.

Nos sistemas elétricos de potência, os reatores em derivação são os equipamentos responsáveis pela redução ou mesmo anulação dos efeitos capacitivos indesejáveis na operação das linhas. Percebe-se, então, a importância desses equipamentos e a necessidade de mantê-los em perfeito funcionamento, pois uma falha grave gera um elevado custo de manutenção corretiva, queda nos indicadores de desempenho, além de multas por parte da agência reguladora - Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL. O ciclo de vida de um reator em derivação envolve oito etapas - Planejamento, Especificação, Aquisição, Fabricação, Instalação, Comissionamento, Exploração e Desclassificação. Neste trabalho serão abordados apenas aspectos relativos à gestão da fase de exploração, que contempla o conjunto de processos de operação e manutenção de acordo com as perspectivas da empresa onde este estudo foi realizado. O processo de envelhecimento do reator pode ocorrer de diversas maneiras, no entanto o tempo de vida útil de um reator é condicionado essencialmente por dois fatores: a velocidade de envelhecimento e perda de robustez dos seus materiais e componentes e, as condições de funcionamento a que está sujeito ao longo do tempo. Para evitar danos aos reatores, as empresas de energia elétrica têm adotado procedimentos de manutenção preventivo e preditivo, que quando baseados em diagnósticos de diferentes métodos de avaliação tem um impacto fundamental na vida útil e confiabilidade dos reatores. Sendo a condição de degradação de um reator um processo contínuo no tempo, este pode ser classificado em cinco estágios: Novo, Normal, Anormal, Defeituoso e Falhado. Um índice de condição (IC) pode ser atribuído a cada um destes estágios de degradação, de acordo com os resultados de um conjunto de testes de diagnósticos para análise do estado de operação do reator e estimação da sua posição atual em relação ao seu ciclo de vida. Esta dissertação trata do desenvolvimento de uma metodologia para sistematizar a análise com a combinação de catorze diferentes métodos de diagnósticos e mapear os resultados em um modelo de condição que oriente o ciclo de vida do reator. A metodologia foi aplicada em dez reatores de 500 kV em duas subestações da Eletrobras-Eletronorte no Sistema de Transmissão do Pará, empresa na qual foi realizado este estudo.

As técnicas utilizadas para avaliação da segurança estática em sistemas elétricos de potência dependem da execução de grande número de casos de fluxo de carga para diversas topologias e condições operacionais do sistema. Em ambientes de operação de tempo real, esta prática é de difícil realização, principalmente em sistemas de grande porte onde a execução de todos os casos de fluxo de carga que são necessários, exige elevado tempo e esforço computacional mesmo para os recursos atuais disponíveis. Técnicas de mineração de dados como árvore de decisão estão sendo utilizadas nos últimos anos e tem alcançado bons resultados nas aplicações de avaliação da segurança estática e dinâmica de sistemas elétricos de potência. Este trabalho apresenta uma metodologia para avaliação da segurança estática em tempo real de sistemas elétricos de potência utilizando árvore de decisão, onde a partir de simulações off-line de fluxo de carga, executadas via software Anarede (CEPEL), foi gerada uma extensa base de dados rotulada relacionada ao estado do sistema, para diversas condições operacionais. Esta base de dados foi utilizada para indução das árvores de decisão, fornecendo um modelo de predição rápida e precisa que classifica o estado do sistema (seguro ou inseguro) para aplicação em tempo real. Esta metodologia reduz o uso de computadores no ambiente on-line, uma vez que o processamento das árvores de decisão exigem apenas a verificação de algumas instruções lógicas do tipo if-then, de um número reduzido de testes numéricos nos nós binários para definição do valor do atributo que satisfaz as regras, pois estes testes são realizados em quantidade igual ao número de níveis hierárquicos da árvore de decisão, o que normalmente é reduzido. Com este processamento computacional simples, a tarefa de avaliação da segurança estática poderá ser executada em uma fração do tempo necessário para a realização pelos métodos tradicionais mais rápidos. Para validação da metodologia, foi realizado um estudo de caso baseado em um sistema elétrico real, onde para cada contingência classificada como inseguro, uma ação de controle corretivo é executada, a partir da informação da árvore de decisão sobre o atributo crítico que mais afeta a segurança. Os resultados mostraram ser a metodologia uma importante ferramenta para avaliação da segurança estática em tempo real para uso em um centro de operação do sistema.

Essa dissertação de mestrado apresenta um estudo comparativo entre três metodologias baseadas em algoritmos genéticos para ajuste coordenado de estabilizadores de sistemas de potência (ESP). Os procedimentos de ajuste do ESP são formulados como um problema de otimização, a fim de: 1) maximizar o coeficiente de amortecimento mínimo do sistema em malha fechada; 2) maximizar o somatório de todos os coeficientes de amortecimento do sistema em malha fechada; e 3) deslocar os modos eletromecânicos poucos amortecidos ou mal amortecidos para uma zona pré-escrita no plano s. As três metodologias consideram um conjunto de condições de operacionais pré-especificadas. O sistema elétrico foi representado por equações no espaço de estado e as matrizes associadas com a modelagem foram obtidas por meio da versão acadêmica do programa PacDyn. As simulações foram realizadas usando o MATLAB. As metodologias foram aplicadas no conhecido sistema teste New England.

Este trabalho volta-se a área de inovação e a tecnologia como fator de diferenciação e geração de negócios de base tecnológica a partir de projetos de pesquisa e desenvolvimento do Centro de Excelência em Eficiência Energética na Amazônia – CEAMAZON, visando identificar e classificar o potencial de empreendimentos oriundos dos projetos dos laboratórios de P&D em energia deste centro. Utilizou-se a metodologia do Radar de negócios em tecnologia e inovação (RANTI) para levantar e gerar um portifólio de negócios em energia, e o potencial de inovação do CEAMAZON para que a sociedade faça uso do conhecimento gerado a partir desse centro de pesquisa para a criação de empresas e negócios por empreendedores, investidores e/ou empresários, a fim de gerar empregos, mais tecnologia e multiplicar a capacidade do CEAMAZON de criar mais projetos de P&D com interface com o mercado.

A presente dissertação visa apresentar um conjunto de desenvolvimentos, aplicativos e serviços para suporte à operação em tempo real e ao controle preventivo visando garantir à segurança estática e dinâmica de sistemas elétricos de potência. A técnica de mineração de dados conhecida como árvore de decisão foi utilizada tanto para classificar o estado operacional do sistema, bem como para fornecer diretrizes à tomada de ações de controle, necessárias para evitar a degradação da tensão operativa e a instabilidade transitória. Testes preliminares foram realizados utilizando o histórico operacional do SCADA/SAGE do Centro de Operação Regional do Pará da Eletrobrás Eletronorte. Os resultados obtidos validaram completamente o conjunto (protótipo) de aplicativos e serviços, e indicam um grande potencial para a aplicação no ambiente de operação em tempo real.

A presente dissertação avalia a margem de estabilidade de tensão da subestação de Rurópolis-PA 230 kV do sistema elétrico Tramoeste da Eletrobrás Eletronorte, utilizando medições locais de fasores de tensão e corrente obtidos através do concentrador de dados fasoriais ou (PDC, do inglês Phasor Data Concentrator) da Eletronorte. A avaliação é baseada na identificação dos parâmetros do equivalente Thevenin (tensão e impedância) “vistos” a montante da subestação em estudo. Os parâmetros do equivalente Thévenin são estimados a partir dos fasores de tensão e corrente medidos localmente, assim como a impedância da carga é calculada usando os mesmos fasores. A margem de estabilidade de tensão determina a distância dada entre os valores, em módulo, da impedância de Thévenin e da impedância da carga. Essa margem, para a subestação referida, foi avaliada em três casos. O primeiro caso avalia a margem considerando dois patamares de carga (leve e pesada); o segundo caso avalia a margem considerando dois níveis de geração na Usina de Tucuruí; e o terceiro caso avalia a margem frente a duas perturbações no Sistema Interligado Nacional (SIN), sendo uma perturbação mais próxima, eletricamente, e outra mais distante da subestação de Rurópolis 230 kV. Os resultados obtidos demonstram uma aplicação promissora das análises propostas para serem usadas em tempo real em sistemas de potência, beneficiando aplicações de ações corretivas.

Esse trabalho compara os algoritmos C4.5 e MLP (do inglês “Multilayer Perceptron”) aplicados a avaliação de segurança dinâmica ou (DSA, do inglês “Dynamic Security Assessment”) e em projetos de controle preventivo, com foco na estabilidade transitória de sistemas elétricos de potência (SEPs). O C4.5 é um dos algoritmos da árvore de decisão ou (DT, do inglês “Decision Tree”) e a MLP é um dos membros da família das redes neurais artificiais (RNA). Ambos os algoritmos fornecem soluções para o problema da DSA em tempo real, identificando rapidamente quando um SEP está sujeito a uma perturbação crítica (curto-circuito, por exemplo) que pode levar para a instabilidade transitória. Além disso, o conhecimento obtido de ambas as técnicas, na forma de regras, pode ser utilizado em projetos de controle preventivo para restaurar a segurança do SEP contra perturbações críticas. Baseado na formação de base de dados com exaustivas simulações no domínio do tempo, algumas perturbações críticas específicas são tomadas como exemplo para comparar os algoritmos C4.5 e MLP empregadas a DSA e ao auxílio de ações preventivas. O estudo comparativo é testado no sistema elétrico “New England”. Nos estudos de caso, a base de dados é gerada por meio do programa PSTv3 (“Power System Toolbox”). As DTs e as RNAs são treinada e testadas usando o programa Rapidminer. Os resultados obtidos demonstram que os algoritmos C4.5 e MLP são promissores nas aplicações de DSA e em projetos de controle preventivo.

O Controle Numérico Computadorizado – CNC – é uma das principais tecnologias que auxiliam a indústria moderna a manter o acelerado ritmo de desenvolvimento. Juntamente com os processos de Computer-Aided Design – CAD – e Computer-Aided Manufacturing – CAM –, o ciclo produtivo CAD-CAMCNC viabiliza a alta produtividade e criatividade em períodos cada vez menores. Contudo, os altos custos relacionados à implantação desta tecnologia a torna proibitiva para processos produtivos de pequena escala e também a distanciam da academia. O presente trabalho relata o processo de desenvolvimento de um sistema de CNC completo, com três principais componentes: um avançado algoritmo para planejamento de trajetórias tridimensionais; o software MicroMachine, para controle da máquina e interface com usuário; e hardware dedicado para interface lógica e eletromecânica. A função do planejamento de trajetória é gerar perfis de referência para as malhas de controle de posição. A preocupação com o planejamento de trajetória existe devido às diversas restrições mecânicas existentes nas plantas controladas pela tecnologia em questão. A função do software MicroMachine é a de prover intuitiva interface com usuário, com ambiente tridimensional, representado em tempo real o processo realizado. O software ainda permite ao usuário configurar os parâmetros da máquina e do planejador de trajetórias, através de seus menus e barra de ferramentas. O hardware dedicado possui a função de realizar as tarefas de comunicação e controle de posicionamento dos motores de passo. É composto por um dispositivo mestre de comunicação e três dispositivos escravos, iguais entre si. O dispositivo mestre inclui interface Universal Serial Bus – USB – presente em quase todos os computadores modernos, tornando grande a sua aplicabilidade. Os dispositivos escravos são configuráveis, dando flexibilidade em sequenciamento e capacidade de acionamento dos motores ligados a eles. Para verificar o desempenho do sistema desenvolvido, foram analisados dois componentes individuais, quais sejam: o algoritmo de planejamento de trajetória; e o acionamento dos motores de passo. Foi ainda analisada a performance geral do sistema, através da aplicação prática da máquina para: usinagem em alumínio; furação de placas de circuito impresso; fabricação de artesanatos e miscelânea. Observou-se o bom funcionamento do algoritmo de planejamento de trajetória, sendo obedecidas as restrições impostas. Verificou-se também o funcionamento do sistema de acionamento de motor de passo, onde a regulação de corrente para os acionamentos por full-step, half-step, microstep 1/4 e 1/8 apresentadas, através das quais foi constatado o bom funcionamento do mesmo. Para as três aplicações práticas desenvolvidas, os resultados foram positivos e o sistema de CNC não apresentou anomalias no seu funcionamento. Através de um cuidadoso planejamento e projeto, o sistema, que é bastante transversal a diversas áreas da engenharia moderna, foi desenvolvido, testado e implementado com sucesso.

Esta dissertação apresenta uma avaliação dinâmica da conexão Tucuruí-Manaus-Macapá ao Sistema Interligado Nacional frente a pequenas e grandes perturbações. Todos os dados utilizados foram obtidos da base de dados do Operador Nacional do Sistema Elétrico. No entanto, os parâmetros dos estabilizadores dos sistemas de potência das usinas de Macapá não estão sintonizados para a interconexão e as usinas de Manaus não apresentam dispositivos suplementares amortecedores. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é projetar estabilizadores de sistemas de potência para as usinas hidrelétricas de Coaraci Nunes e Balbina, e também para as usinas térmicas de Mauá e Aparecida, através de técnicas de respostas em frequência baseada no critério de Nyquist. A utilização dos estabilizadores tem como finalidade o amortecimento dos modos eletromecânicos que surgem quando os sistemas isolados do Amapá e do Amazonas passam a ser integrados ao sistema interligado nacional. Os projetos são avaliados em diversos cenários operativos através de simulações no domínio do tempo.

Esta dissertação apresenta uma metodologia baseada em algoritmo genético (AG) para determinar modelos dinâmicos equivalentes de parques eólicos com geradores de indução em gaiola de esquilo (GIGE) e geradores de indução duplamente alimentados ( GIDA), apresentando parâmetros elétricos e mecânicos distintos. A técnica se baseia em uma formulação multiobjetiva solucionada por um AG para minimizar os erros quadráticos das potências ativa e reativa entre modelo de um único gerador equivalente e o modelo do parque eólico investigado. A influência do modelo equivalente do parque eólico no comportamento dinâmico dos geradores síncronos é também investigada por meio do método proposto. A abordagem é testada em um parque eólico de 10MW composto por quatro turbinas eólicas (2x2MW e 2x3MW), consistindo alternadamente de geradores GIGE e GIDA interligados a uma barra infinita e posteriormente a rede elétrica do IEEE 14 barras. Os resultados obtidos pelo uso do modelo dinâmico detalhado para a representação do parque eólico são comparados aos do modelo equivalente proposto para avaliar a precisão e o custo computacional do modelo proposto.

Nos últimos anos, o desenvolvimento sócio econômico da Região Sudeste do Estado do Pará, tem sido causado principalmente pela exploração e processamento industrial de minérios, que agregado ao crescimento populacional, tem gerado grande evolução na demanda do consumo de energia elétrica, devido à instalação cada vez mais crescente de novas cargas industriais, comerciais, residenciais e rurais monofásicas. Todo esse aumento de carga já está impactando diretamente o desempenho das subestações distribuidoras da Concessionária de Energia Elétrica, no que tange a manifestação de distúrbios de regime permanente causados por harmônicas, tais como zumbidos em transformador de força e rompimento de condutores de média tensão. Estes distúrbios são apresentado em um estudo de caso envolvendo as Subestações (SE´s) Itacaiúnas e Itupiranga. Para comprovar a nocividade desses distúrbios nessas SE´s, foram realizadas campanhas de medição para obtenção de resultados práticos e, então, executadas simulações envolvendo estudos de curtocircuito, fluxo de carga e propagação de harmônicos, de forma a se obter um diagnóstico analítico sobre as situações encontradas e assim, ser possível emitir recomendações para a mitigação dos problemas detectados. Este trabalho será de grande valia à Concessionária de Energia Elétrica, podendo ser tomado como uma das referências para estudos de qualidade de energia elétrica, em outras subestações, além de dar embasamento experimental às futuras cobranças da ANEEL, com relação à implantação dos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST).

Este trabalho apresenta uma nova metodologia para estimar a contribuição harmônica de múltiplas cargas geradoras de harmônicos na distorção de tensão de um sistema elétrico. Essa metodologia cria modelos estatísticos que descrevem o comportamento da tensão harmônica de um sistema elétrico qualquer em função da corrente harmônica das cargas presentes nele, de tal forma, que seja possível avaliar o impacto das cargas geradoras de harmônicos nos níveis de distorção harmônica de tensão do sistema elétrico em análise. A criação desses modelos é realizada com base no método estatístico chamado de regressão polinomial local de kernel, que é um método de regressão não paramétrica, cuja característica principal é criar modelos não condicionados a uma família específica de curvas de regressão, ou seja, os dados são os únicos responsáveis pelo formato do modelo. Uma vez criado o modelo, estima-se a tensão harmônica que as cargas provocaram no período em análise e, por fim, avalia-se seu valor em relação à medida.

Esta dissertação de mestrado tem como finalidade analisar a gestão das perdas não técnicas de energia elétrica e entender as metodologias adotadas nos projeto de combate a essas perdas desenvolvidas pelas concessionárias de distribuição. Trazendo, assim, à superfície, a importância de uma gestão eficiente das perdas comerciais para se obter uma boa manutenção dos seus índices. É no sistema de distribuição de energia onde ocorre a maior porcentagem das perdas dos sistemas elétricos de potência. Sendo, portanto, a parte do sistema elétrico com maior potencial para redução das perdas. Assim, o enfoque desta dissertação é fazer uma análise das perdas não técnicas, das formas de atuação sobre elas e das metodologias utilizadas pelas concessionárias atualmente, as quais serão apresentadas através de um estudo de caso.

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados elétricos de cargas motrizes no processo industrial de sistema de rede automatizada baseado em instrumentação virtual, permitindo a monitoração e análise de distúrbios relacionados à Qualidade de Energia Elétrica (QEE) em regime permanente, como variação de tensão, distorção harmônica e desequilíbrio de tensão, onde os resultados possam ser visualizados em uma interface amigável e intuitiva ao usuário e armazenados de maneira conveniente em um banco de dados. Este sistema é uma solução viável por ter baixo custo na sua implementação e flexível para a monitoração e análise de parâmetros de QEE nos processos industriais quando comparada com a instrumentação tradicional.

O trabalho em questão apresenta uma proposta do suprimento de energia elétrica de um alimentador de distribuição pela operação isolada de uma usina geradora de energia elétrica que utiliza como fonte primária a energia calorífica da incineração de resíduos sólidos urbanos. O suprimento proposto é sugerido após a constatação do esgotamento da capacidade da subestação supridora desse alimentador. O esgotamento é verificado a partir de simulações realizadas no sistema de distribuição real da Rede Celpa, localizado na região Nordeste do Estado do Pará, o qual atende os municípios Santa Izabel do Pará, Santo Antonio do Tauá, Colares, Vigia e São Caetano de Odivelas. Nas simulações é utilizado um programa de fluxo de carga desenvolvido especificamente para os sistemas radias de distribuição e da subtransmissão. A proposta de suprimento via geração de energia elétrica através da incineração dos resíduos sólidos urbanos se dá a partir do confronto entre as alternativas de expansão (a alternativa técnica normalmente praticada pela concessionária) e a alternativa técnica-econômica-ambiental sugerida neste trabalho que demonstra as vantagens econômicas, sociais e ambientais da proposta.

Os avanços tecnológicos contínuos ocorridos no setor elétrico apontam para novas metodologias que visam solucionar problemas existentes na operação dos sistemas de potência para resultar no aumento de seus índices de confiabilidade e eficiência. Esta dissertação apresenta uma metodologia para aperfeiçoar a obtenção das curvas (ou diagramas) de colina que são fundamentais na modelagem das turbinas hidráulicas. A modelagem das turbinas que utilizam recursos computacionais é mais precisa, além de ter uma construção facilitada, em detrimento da modelagem tradicional de forma manual que é de certa forma intuitiva, imprecisa e trabalhosa. O modelo físico das turbinas hídricas do presente trabalho foi implementado através de uma ferramenta de simulação, desenvolvida no ambiente computacional MATLAB®, baseado em redes neurais artificiais, sendo utilizada a arquitetura MLP e o algoritmo back-propagation, culminando no programa para determinação das curvas de colina chamado de curvas_colina_rna. A escolha da técnica das RNAs, tipo de arquitetura da rede e algoritmo de aprendizado tiveram propósito de facilitar a aquisição das curvas de colina e melhor validar a proposta do trabalho. Para realizar as escolhas mencionadas, será anteriormente apresentada uma contextualização do problema, os componentes foco dos estudos envolvidos no processo de geração de energia hidrelétrica, como as turbinas hídricas e tipos de reservatórios. Os resultados apresentados na execução do programa confirmam uma consistência da modelagem proposta para a obtenção das curvas de colina, sendo que os ganhos de rendimentos foram observados à medida que a altura de queda, a vazão d’água e a rotação da turbina se aproximaram das especificadas no projeto, e ainda maior quando comparado a sistemas de rotação fixa tradicional, o que representa uma otimização da operação da turbina.

As concessionárias de energia, para garantir que sua rede seja confiável, necessitam realizar um procedimento para estudo e análise baseado em funções de entrega de energia nos pontos de consumo. Este estudo, geralmente chamado de planejamento de sistemas de distribuição de energia elétrica, é essencial para garantir que variações na demanda de energia não afetem o desempenho do sistema, que deverá se manter operando de maneira técnica e economicamente viável. Nestes estudos, geralmente são analisados, demanda, tipologia de curva de carga, fator de carga e outros aspectos das cargas existentes. Considerando então a importância da determinação das tipologias de curvas de cargas para as concessionárias de energia em seu processo de planejamento, a Companhia de Eletricidade do Amapá (CEA) realizou uma campanha de medidas de curvas de carga de transformadores de distribuição para obtenção das tipologias de curvas de carga que caracterizam seus consumidores. Neste trabalho apresentam-se os resultados satisfatórios obtidos a partir da utilização de Mineração de Dados baseada em Inteligência Computacional (Mapas Auto-Organizáveis de Kohonen) para seleção das curvas típicas e determinação das tipologias de curvas de carga de consumidores residenciais e industriais da cidade de Macapá, localizada no estado do Amapá. O mapa auto-organizável de Kohonen é um tipo de Rede Neural Artificial que combina operações de projeção e agrupamento, permitindo a realização de análise exploratória de dados, com o objetivo de produzir descrições sumarizadas de grandes conjuntos de dados.

Os materiais amorfos vêm ganhando grande espaço na indústria de transformadores, devido às baixas perdas no núcleo, visto que estes possuem um ciclo de histerese mais estreito quando comparados com os núcleos tradicionais de aço silício. Entretanto, seu custo ainda tem sido um grande fator para pouca inserção deste tipo de equipamento nos sistemas elétricos de potência. Estudos sobre o custo/benefício em termos técnicos de desempenho e robustez devem ser considerados quando se deseja projetar transformadores que utilizam esse tipo de material. A grande contribuição deste trabalho encontra-se na análise do desempenho do transformador de núcleo amorfo diante de curtos-circuitos, visto que tais falhas neste equipamento ocasionam redução da receita, não apenas por gastos com manutenção, mas também porque a concessionária deixa de vender seu produto, energia elétrica, além de poder estar sujeita a penalidades por parte dos órgãos de regulação do setor elétrico. Quando em condições de curto-circuito os enrolamentos dos transformadores ficam submetidos a esforços mecânicos, produzidos por forças de Lorentz, essas forças surgem como resultado do fluxo produzido pelos próprios condutores em paralelo que transportam corrente na mesma direção. Diante disso, estudar o comportamento eletromagnético do transformador é fundamental para obtenção de tais forças. Para o desenvolvimento deste trabalho, utilizou-se o software Finite Element Method Magnetics (FEMM). Esta ferramenta se baseia no método de elementos finitos para realizar os cálculos das magnitudes eletromecânicas e, consequentemente, o cálculo das forças atuando nas espiras, as quais permitem realizar os cálculos dos esforços mecânicos. Por fim, este trabalho aborda a aplicação da ferramenta FEMM para o cálculo de esforços mecânicos e simulação do comportamento eletromagnético de um transformador de distribuição.

Apresenta-se neste trabalho uma análise da qualidade da energia do sistema de distribuição de uma indústria de petróleo, de modo a avaliar o impacto da instalação de conversores de frequência no que diz respeito ao fenômeno de distorção harmônica. Os dados de distorção harmônica de tensão foram coletados através de duas medições com duração de sete dias consecutivos, sendo uma realizada antes e outra depois da instalação dos conversores de frequência. Adicionalmente, um estudo computacional utilizando o PTW (Power Tools for Windows) é apresentado com o intuito de simular condições futuras de instalação de novos conversores de frequência e de avaliar a influência dos bancos de capacitores na amplificação da distorção harmônica no sistema de distribuição.

A edição dos procedimentos de distribuição de energia elétrica (PRODIST) confirmou a análise comparativa entre empresas de distribuição de energia elétrica estabelecida pela Resolução 024/2000 como base para o estabelecimento das metas dos indicadores de continuidade DEC (Índice de Duração Equivalente de Interrupção por Consumidor) e FEC (Índice de Frequência Equivalente de Interrupção por Consumidor). O estabelecimento das metas é influenciado diretamente pela definição dos conjuntos de unidades consumidoras das empresas de distribuição de energia elétrica, portanto, é de interesse das empresas distribuidoras uma boa definição desses conjuntos. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia baseada em técnicas de aprendizado de máquina que auxilie as empresas de distribuição de energia elétrica na tomada de decisão da definição de conjuntos de unidades consumidoras objetivando melhor compatibilidade das metas para os indicadores de DEC e FEC com a realidade dos conjuntos em relação às características ambientais e de infra-estrutura da área de concessão da empresa distribuidora.

Os hidrogeradores são peças chaves no circuito brasileiro de energia, sua indisponibilidade e mau funcionamento podem causar multas altíssimas a concessionárias aplicadas pela ANEEL por não atenderem a demandas e até por paradas impróprias para efetivar manutenções, além de agravar confiabilidade na garantia do fornecimento aos consumidores finais. Para garantir que isso não venha acontecer, a manutenção preditiva fornece técnicas que podem apontar as falhas analisando os “sinais vitais” originados pelo próprio equipamento. Desta forma as condições mecânicas e operacionais são periodicamente monitoradas e quando as tendências são detectadas insalubres, as peças incômodas na máquina são identificadas e programadas para manutenção. Para que essa tendência seja encontrada, utiliza-se da lógica fuzzy para modelar o comportamento dos hidrogeradores, sendo mais especifico: mancais, estator e anel coletor, inferindo conclusões prováveis de falhas. Neste trabalho, mostra o processo de construção do sistema que auxilia no diagnóstico da manutenção preditiva, desde sua metodologia de desenvolvimento por macro-atividades, definição arquitetural, conformidade dos requisitos e análise do conhecimento inserido a inteligência do sistema. O sistema foi desenvolvido em plataforma labview para servir como ferramenta de apoio. Todo o conhecimento inserido no sistema foi obtido com o corpo especialista de Eletronorte e outra parte na literatura, foi necessário aplicar o conceito de regras ao maquina de inferência fuzzy, para uma forma linguística de fácil compreensão, para que os próprios especialistas ampliem e evolua o software.