Programa de Pós-Graduação em Energia Elétrica

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Projeto de filtros passivos para a redução de correntes harmônicas na subestação de 2x300 kVA da estação elevatória de água do Jiqui
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-06-03) Oliveira, Wagner José Nascimento de; Cândido, Crisluci Karina Souza Santos; ; http://lattes.cnpq.br/4918786470731375; ; http://lattes.cnpq.br/8081468061395861; Oliveira, Arrhenius Vinicius da Costa; ; http://lattes.cnpq.br/5392659422114043; Oliveira, José Tavares de; ; http://lattes.cnpq.br/0617813879678041; Pimentel Filho, Max Chianca; ; http://lattes.cnpq.br/0466613101201324
Trata-se de um caso prático visto na indústria de saneamento em que se observaram parâmetros de qualidade de energia elétrica utilizando medidores de grandezas elétricas durante as manutenções preditivas realizadas na Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte (CAERN). Foram constatadas correntes harmônicas em desconformidade com as normas, causadas pelo acionamento dos motores por meio de inversores de frequência. Para a solução do caso, este trabalho de conclusão de Mestrado apresenta o projeto de filtros harmônicos passivos em sintonia única a serem instalados em paralelo nos terminais de baixa tensão de cada um dos transformadores de 300 kVA da subestação que fornece energia elétrica para a Estação Elevatória de Água Bruta (EEAB) do Jiqui, da CAERN, principal captação de água de Natal-RN. Os equipamentos promovem a redução das distorções harmônicas de corrente para os níveis tolerados nas Normas IEC (International Electrotechnical Commission) 61000-3-4 e IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) 519. O sistema é modelado desde a subestação da concessionária até as cargas energizadas pela subestação da CAERN e simula a operação dos filtros de 5ª, 7ª, 11ª e 13ª ordens de forma isolada e também interligada, obtendo as respostas para as implementações feitas para os diferentes fatores de qualidade. São avaliadas as novas harmônicas de corrente e tensão para cada frequência, bem como o comportamento do sistema na frequência. Observam-se as ressonâncias em série dos filtros sintonizados e também as ressonâncias paralelas, sendo utilizada para tal a ferramenta computacional HARMZS, versão 1.8, desenvolvida pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL. Para as simulações das correntes e tensões é usado o programa SCILAB, versão 5.5.1.
Projeto de plataforma didática compatível com a norma IEC61850 para comissionamento de sistema digital de controle e proteção de subestação de energia elétrica
(2015-10-23) Fontes, Marcel da Costa; Almeida, Marcos Antonio Dias de; ; ; Oliveira, Arrhenius Vinicius da Costa; ; Medeiros Junior, Manoel Firmino de; ; Cruz, Melinda Cesianara Silva da;
O estabelecimento da norma IEC61850 e a sua imersão no setor de energia elétrica nacional, na última década, revelou uma tendência real de mercado. A necessidade de padronização dos sistemas de proteção & automação das subestações e a preocupação com a segurança da informação estimularam essa transição. Os dispositivos microprocessados agora são denominados de dispositivos inteligentes IED (Intelligent Eletronic Device). Eles executam funções de proteção & controle integradas, tendem a assumir um caráter multifuncional agregando várias funcionalidades (controle, proteção, medição e comunicação), utilizam e executam algoritmos de proteção consagrados pelas normas ANSI e IEC. Sua comunicação é baseada em protocolos de alta velocidade como GOOSE(Generic Substation Events), MMS(Manufacturing Message Specification) e SMV(Sample Measure Value) executados através de redes TCP/IP Ethernet e definidos por linguagem SCL (linguagem de configuração de sistemas), apresentam capacidade para aquisição de dados analógicos e digitais e placa de rede ethernet. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma plataforma de testes protótipo, LabProt, e seus materiais didáticos, com propósito de disseminar conhecimentos das aplicações de Proteção em IEC61850 para cursos de graduação, pós-graduação e profissionais do mercado, contribuindo assim para qualificação dos profissionais de engenharia elétrica das próximas gerações. Esta plataforma proporcionará uma infraestrutura para configurar, testar e comissionar sistemas de proteção e automação de subestações regidas pela norma IEC61850. A metodologia utilizada será o estudo de múltiplos casos, com testes em bancada de aplicações práticas, em nível de subestação. Serão discutidas neste trabalho as arquiteturas de comunicação, especificações dos equipamentos, testes de conformidade, testes funcionais de proteção em bancada com o auxílio de caixa de teste de proteção, relés de proteção Micom Schneider, switch gerenciável Ruggedcom e da infraestrutura de rede da UFRN.
Indicador de inconformidades em instalações elétricas de baixa tensão
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-01-28) Lima, Alfredo Rodrigues de; Cândido, Crisluci Karina Souza Santos; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; ; http://lattes.cnpq.br/4960078797028638; ; http://lattes.cnpq.br/4918786470731375; ; http://lattes.cnpq.br/0676673583123038; Pimentel Filho, Max Chianca; ; http://lattes.cnpq.br/0466613101201324; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; ; http://lattes.cnpq.br/4960078797028638
Com o avanço da tecnologia de equipamentos, das formas de geração e utilização de energia, os parâmetros de qualidade de energia passam a influenciar de forma mais expressiva os diversos tipos de cargas consumidoras. Atualmente, são muitos os tipos de equipamentos que analisam a qualidade de energia. Entretanto, existe a necessidade de criar dispositivos que, além de realizar medições e calcular parâmetros, encontrem falhas, sugiram alterações, e possam dar suporte ao gerenciamento da instalação. Além disso, é necessário garantir que tais dispositivos sejam acessíveis. Para manter esse equilíbrio, deve ser utilizado um método de medição de grandezas que não requeira grandes recursos de processamento ou de memória. O trabalho mostra que aplicação do algoritmo de Goertzel, em comparação com a comumente utilizada FFT, permite que as medições sejam feitas utilizando menos recursos de hardware, disponibilizando espaço na memória para implementação de funções de gerenciamento. O ponto inicial do trabalho consiste na pesquisa dos distúrbios que são mais frequentes para consumidores de baixa tensão. Em seguida é proposto o diagrama funcional que indicará o que será medido, calculado, quais problemas serão detectados e que soluções podem ser encontradas. Simulando o algoritmo de Goertzel através do Scilab, mostra-se que é possível calcular componentes de frequência de um sinal distorcido com resultados satisfatórios. Finalmente, é montado o protótipo e são realizados os testes, ajustando os parâmetros necessários para que se consiga manter o dispositivo confiável sem aumentar seu custo.
Projeto de um sistema híbrido de geração de energia elétrica conectado à rede, incluindo o regulador eletromagnético de frequência - REF
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-04-28) Costa, Delson Alves da; Pinheiro, Ricardo Ferreira; ; http://lattes.cnpq.br/4890839733220743; ; http://lattes.cnpq.br/5762104003936965; Oliveira, Clóvis Bosco Mendonça; ; http://lattes.cnpq.br/1539316397090000; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; ; http://lattes.cnpq.br/4960078797028638; Silva, Paulo Vitor; ; http://lattes.cnpq.br/0630031541963467
O presente projeto foi pensado em função da utilização do potencial dos recursos naturais, mais especificamente sol e vento, existentes no Rio Grande do Norte, para a geração de energia elétrica através de um Sistema Híbrido de Geração de Eletricidade - SHGE conectado à rede COSERN, composto por um arranjo de painéis fotovoltaicos e uma turbina eólica incluindo o Regulador Eletromagnético de Frequência-REF. Para tanto, foi escolhido o Campus da Cidade de Macau, em função do espaço físico disponível na unidade acadêmica da Universidade Federal do RN e das características favoráveis de sol e de vento do município. A partir dos dados de irradiação solar, velocidade de vento, curva de carga, e de especificações de turbinas eólicas, de painéis fotovoltaicos e de baterias, com a utilização do software Scilab, versão 5.5.2, chegou-se a uma combinação de equipamentos para atender a demanda do Campus. Literatura técnica específica, normas e trabalhos acadêmicos foram consultados na busca por uma solução satisfatória para o projeto, valendo salientar que a ideia foi priorizar as fontes renováveis, e que, apesar de ser um sistema conectado à rede, a alimentação da unidade consumidora pela COSERN e pelo gerador diesel são consideradas situações de exceção. O projeto é constituído por cinco plantas, memorial descritivo e relação de material, a ser registrado no Conselho Regional de Engenharia e Agronomia do RN - CREA-RN como trabalho acadêmico.
Desenvolvimento de software na plataforma NI-LabView para reconhecimento e identificação automática de parâmetros de controle de aerogeradores utilizando dados operacionais
(2016-04-29) Resende, Hudson da Silva; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; Oliveira, José Tavares de; ; ; ; Oliveira, José Alberto Nicolau de; ; Cruz, Melinda Cesianara Silva da;
Atualmente, existe a dificuldade na obtenção de dados para simulação do comportamento dinâmico de parques eólicos, para avaliar o seu impacto na operação do sistema elétrico ao qual se interligam. Sob o pretexto de conservar segredos industriais (Propriedade Intelectual), valores de parâmetros como constantes de tempo de máquinas e dos sistemas de controle, frequentemente não são disponibilizados, para a realização de estudos que, são muitas vezes realizados com valores de referência para esses parâmetros, ou através de ajustes teóricos, para reproduzir o desempenho esperado em algumas situações operacionais, como por exemplo, a boa resposta na partida. Depois de realizada a conexão dos parques eólicos, estudos de impacto devido ao comportamento dinâmico decorrente de perturbações, continua sendo necessários, para a avaliação e confirmação das condições de operação do sistema. A fim de verificar a influência do parque na operação do sistema, costuma-se instalar equipamentos de medição de qualidade de energia elétrica nos pontos de interligação, de maneira que os efeitos de perturbações nas grandezas elétricas ficam registrados e podem ser disponibilizadas para “análise pós-despacho”. Esses dados, associados a medições de vento podem ainda ser utilizados para alimentar um algoritmo de identificação de parâmetros, a fim de estimar os valores das constantes de máquinas e dos ganhos dos sistemas de controle admitidos nos modelos dos aerogeradores, de acordo com a tecnologia empregada. Este trabalho visa desenvolver um Software na Plataforma NI-LabView para reconhecimento e identificação automática de parâmetros de controle de Aerogeradores (Aqui denominado de SidPA 1.0), utilizando dados operacionais de um aerogerador de velocidade variável, com tecnologia síncrona, a partir da aquisição, tratamento e avaliação dos dados em um equipamento de medição de qualidade de energia elétrica e anemometria, com realização discreta no tempo, e plataforma com base em processador digital de sinais.
Desenvolvimento de software para determinação ótima de pontos de conexão de geradores em redes de distribuição através de um algoritmo genético com suporte de gradiente em árvore
(2016-04-29) Gomes, Rodrigo Augusto do Nascimento; Medeiros Junior, Manoel Firmino de; Oliveira, Clovis Bosco Mendonca; ; ; ; Silva Junior, Jose Luiz da; ; Pimentel Filho, Max Chianca; ; Silva, Paulo Vitor;
A conexão de gerações pode trazer benefícios para a rede elétrica, inclusive postergando investimentos financeiros pelas distribuidoras. Para isso, ferramentas de estudo são necessárias. Perdas elétricas, apesar de serem indesejadas, são inerentes a toda rede de distribuição de energia elétrica e para diminuí-las, investimentos em obras na rede são necessários. A conexão de gerações, desde que previamente estudadas, poderá otimizar essas perdas da rede e provocar melhora no nível de tensão. Esse trabalho apresenta uma ferramenta computacional que foi desenvolvida para auxiliar as empresas nas estratégias de redução de perdas, em princípio sem a necessidade de investimentos na rede. A ferramenta utiliza dois métodos de otimização e um método de fluxo de carga apropriado para redes de distribuição. A utilização conjunta dos dois métodos de otimização mostrou-se uma boa estratégia implementada em software para estudo e tomada de decisões na conexão de geradores. São feitas simulações utilizando dados de redes da COSERN e são mostradas graficamente as melhorias obtidas nos níveis de tensão e na redução das perdas. Também é feita uma avaliação no tempo de execução do programa e no desempenho das linguagens de programação utilizadas. No final são apresentadas algumas sugestões de trabalhos futuros utilizando a filosofia do software desenvolvido.
Projeto de usina de geração fotovoltaica de larga escala em terra no Brasil
(2016-09-20) Miranda, Renan Maciel; Oliveira, Clóvis Bosco Mendonça; ; http://lattes.cnpq.br/1539316397090000; ; http://lattes.cnpq.br/5492647115919036; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; ; http://lattes.cnpq.br/4960078797028638; Pinheiro, Ricardo Ferreira; ; http://lattes.cnpq.br/4890839733220743; Araújo, Renato Samuel Barbosa de; ; http://lattes.cnpq.br/8844681795357306
Os empreendimentos solares desenvolvidos no Brasil, por serem relativamente novos, ainda enfrentam dificuldades no que se refere aos processos e detalhes de projeto que devem ser tomados para sua consolidação, uma vez que não há referências bibliográficas suficientemente completas que tratem das etapas de desenvolvimento de projeto de usinas solares de grande porte (acima de 5 MW) no país. Neste cenário, este trabalho propõe um fluxograma de serviços para o desenvolvimento de projeto de usina fotovoltaica no Brasil, contemplando os processos burocráticos que devem ser tomados junto aos órgãos competentes a fim de se obter licenças, pareceres e permissões de conexão elétrica, bem como expor ferramentas e etapas de processo de dimensionamento comumente adotadas pelas empresas do setor no país. Por fim, um projeto técnico será apresentado provando a aplicação da metodologia abordada anteriormente, com a elaboração de memorial, layout e unifilares do projeto. Desta maneira, espera-se que o trabalho sirva de modelo de boa conduta de implantação de usinas fotovoltaicas de larga escala no Brasil ao expor etapas, conhecimentos e técnicas apropriadas que tornam o processo de desenvolvimento de projeto desta fonte de geração mais simplificado, rápido e eficaz, servindo, portanto, de referência para profissionais e empresas que procurem investir e/ou obter conhecimentos nesse setor que, à cada dia, vem ganhando mais competitividade no mercado brasileiro.
PREVCONFI: confiabilidade aplicada na manutenção preventiva de usinas eólicas, com foco em minimização do custo
(2016-12-27) Silva, Leandro Ribeiro Alves da; Pinheiro, Ricardo Ferreira; ; http://lattes.cnpq.br/4890839733220743; ; http://lattes.cnpq.br/4878117888229162; Silva Júnior, José Luiz da; ; http://lattes.cnpq.br/6850567577702922; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; ; http://lattes.cnpq.br/4960078797028638; Silva, Neilton Fidelis da; ; http://lattes.cnpq.br/4771027087761821
O produto deste trabalho é realizar a avaliação de Confiabilidade e Manutenção dos componentes com maior taxa de falha em diversas partes dos aerogeradores de uma usina eólica, a partir dos seus dados históricos. Após a identificação destes componentes, a rotina de manutenção mais adequada é planejada de modo a evitar falhas indesejadas e consequente perda financeira pela falta de geração de energia. A rotina proposta terá como foco a minimização do custo de manutenção e consequente aumento da disponibilidade da usina com base no estudo da Confiabilidade aplicada na manutenção. A distribuição de Weibull será utilizada como a distribuição de probabilidade neste estudo de caso. Essa definição de periodicidade de manutenção será realizada através de um programa elaborado em Microsoft Excel, chamado de PREVCONFI. O programa opera a partir das estimativas oriundas da experiência com as ocorrências específicas de cada usina, podendo sempre ser realimentado com novos dados com o objetivo de redefinir a periodicidade de manutenção, adequando os períodos de acordo com os dados que foram analisados. Os componentes capazes de tornar o aerogerador indisponível para geração de energia por longos períodos foram consideradas como críticos e portanto, terão sua escala de manutenção ajustada ao menor custo, observando as respectivas probabilidades de falha. A contribuição do PREVCONFI é preparar rotinas de manutenção preventivas de acordo com a necessidade, de maneira diferente das rotinas padrão aplicadas às usinas. Os serviços de manutenção preventiva são realizados periodicamente e não levam em conta a criticidade de componentes e nem as condições ambientais do local onde estão instalados. A maioria dos provedores de manutenção estão comprometidos a entregar uma taxa de disponibilidade mínima, mas sem qualquer responsabilidade contratual com a geração de energia. Desta forma, também é objetivo deste trabalho, mostrar aos proprietários de usinas eólicas e provedores de manutenção, o quanto é importante a participação da análise de Confiabilidade, com o objetivo de obter maior retorno financeiro com a diminuição dos custos de manutenção e consequente aumento de geração de energia, baseado em uma escala de manutenção adequada para cada usina.
Desenvolvimento de software para alocação ótima de cargas em redes de distribuição de energia elétrica com geração distribuída
(2017-01-05) Medeiros, Diego Deyvid Dantas de; Pimentel Filho, Max Chianca; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; ; http://lattes.cnpq.br/4960078797028638; ; http://lattes.cnpq.br/0466613101201324; ; http://lattes.cnpq.br/3509389761899427; Bezerra, Ubiratan Holanda; ; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; ; http://lattes.cnpq.br/4960078797028638
Atualmente, com o crescente incentivo à utilização de fontes alternativas e renováveis de energia, aumentou-se a quantidade de geradores conectados às redes de distribuição de energia elétrica. Dentre os quais estão, por exemplo, os parques eólicos, sistemas de energia solar fotovoltaica e sistemas de cogeração formando a chamada Geração Distribuída. Diante deste panorama mundial, torna-se iminente a necessidade de desenvolvimento de novas tecnologias e programas computacionais que possibilitem a otimização das conexões de geradores no sistema elétrico. Isto deve ser realizado de forma que, dentre outras vantagens, as estratégias de controle sejam aperfeiçoadas e a eficiência, aumentada. Este trabalho apresenta a criação do software Optimal-GeDist, desenvolvido para auxiliar no planejamento de redes de distribuição de energia elétrica em média tensão. Basicamente, esta ferramenta computacional calcula injeção ótima de potência da geração distribuída nas barras da rede, além de determinar os melhores pontos de conexão de cargas de médio e grande porte que pretendam se conectar ao sistema, como, por exemplo, indústrias e postos de carregamento de veículos elétricos. Por se tratar de um problema no qual o espaço de busca é amplo e com a possibilidade de mínimos locais, optou-se em utilizar o Algoritmo Genético como ferramenta de otimização, mais adequado para este tipo de problema. Através da sua aplicação, pode-se encontrar o ponto ótimo de operação da rede de modo a otimizar as perdas técnicas do sistema. Para a simulação do sistema, optou-se pelo método de fluxo de carga Soma de Potências, desenvolvido para sistemas radias de média tensão e apresentando uma convergência rápida e precisa.
Sistema de conexão e supervisão de painéis solares em Microgrid de corrente contínua
(2017-06-23) Albuquerque, Leonardo Duarte de; Oliveira, José Alberto Nicolau de; Silva Júnior, José Luiz da; http://lattes.cnpq.br/6850567577702922; http://lattes.cnpq.br/2871134011057075; Silva, Paulo Vitor; http://lattes.cnpq.br/0630031541963467; Pinheiro, Ricardo Ferreira; http://lattes.cnpq.br/4890839733220743
A escassez dos recursos naturais e a busca por fontes de energia alternativa promovem uma rápida mudança na matriz energética mundial. Dentre as fontes de energia renováveis a energia solar é a mais promissora, visto que ela apresenta a maior taxa de crescimento na atualidade. Pesquisadores de todo o mundo têm buscado formas de viabilização do seu progresso, desenvolvendo tecnologias com maior eficiência e menor custo. Como forma de contribuir para o avanço desta tecnologia, neste trabalho propõe-se o desenvolvimento de uma microgrid em corrente contínua interligando os painéis fotovoltaicos através de um dispositivo com estratégia de rastreamento elaborada a partir do método perturbação e observação, que atuará junto a um circuito eletrônico de potência e um sistema de comunicação sem fio para acompanhamento da geração individual. Simulações foram desenvolvidas para a escolha da topologia de ligação e comparação entre o método de controle proposto e o tradicional, atribuindo-se diferentes níveis de entrada e constatando-se graficamente as respostas de saída. Com o projeto e desenvolvimento dos circuitos, firmware e placa de circuito impresso do dispositivo proposto, pôde-se efetuar experimentos para constatar sua capacidade de conversão de energia e verificar as respostas dos métodos de controle supracitados, colocando-o como uma possível opção viável e somando uma pequena contribuição às tecnologias embarcadas na área de energias renováveis.
Aplicação da técnica de self healing na reconfiguração automática de redes elétricas utilizando o padrão IEC 61850
(2017-07-06) Fonseca, Jonatha Revoredo Leite da; Oliveira, Arrhenius Vinicius da Costa; Almeida, Marcos Antonio Dias de; http://lattes.cnpq.br/5323110802158816; http://lattes.cnpq.br/5392659422114043; http://lattes.cnpq.br/2342862380264314; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; http://lattes.cnpq.br/4960078797028638; Machado, Renato Monaro; https://orcid.org/0000-0002-7453-8650; http://lattes.cnpq.br/7513273791082090
Este trabalho tem como objetivo propor uma Smart Grid composta por duas subestações para a implantação da técnica de self healing utilizando o Simulador Digital em Tempo Real (RTDS – Real Time Digital Simulator) e relés de proteção IEDs (Intelligent Electronic Devices) com comunicação através da padrão IEC 61850 entre eles. Nas redes elétricas de distribuição, técnicas de recomposição automática (self healing) podem ser usadas com o intuito de diminuir os tempos com a perda do fornecimento de energia elétrica aos consumidores ocasionado por curto-circuito, diminuindo assim os prejuízos aos consumidores e em decorrência de multas. A metodologia aplicada é baseada na modelagem do circuito proposto no RTDS, que é monitorado em tempo real. São simulados vários tipos de curtos-circuitos em diferentes pontos do sistema e, na ocorrência de cada falta gerada, o programa desenvolvido analisa os dados do sistema pré e pós falta, isolando o trecho do circuito afetado e irá reconfigurar automaticamente a rede de forma a restabelecer o fornecimento de energia para as cargas afetadas. A escolha do arranjo final da rede, após o processo de reconfiguração automática, será baseada em um processo de otimização intitulado Reconfiguração por Soma de Potências – RSP. A comunicação entre o RTDS e os IEDs (que fazem a proteção de parte do sistema) utiliza o padrão IEC 61850 com troca de mensagens GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event) aplicando os aspectos relevantes desse padrão.
Sistema supervisório para gerenciamento, padronização das instalações e estudo de viabilidade de utilização de grupos geradores diesel em horário de ponta na UFRN
(2017-07-26) Nascimento Júnior, Mauricio José do; Araújo, Aldayr Dantas de; Oliveira, Arrhenius Vinicius da Costa; http://lattes.cnpq.br/3165031680223608; Araújo Júnior, Aldayr Dantas de; http://lattes.cnpq.br/3689675071475525; Silva Júnior, José Luiz da; http://lattes.cnpq.br/6850567577702922
A busca por geração distribuída de energia tornou-se uma constante no mundo contemporâneo. O consumo de energia elétrica e todos os gastos referentes a essa necessidade são temas frequentes de estudos das mais diversas áreas do conhecimento. A economia de energia é uma realidade que não despertou apenas as instituições privadas. A UFRN vive um momento de transição em que deixou de ter seu fornecimento de energia elétrica por duas entradas de energia elétrica em 13.800 V e passou a ser suprida através de uma linha de distribuição em 69.000 V, o que acarreta uma redução global na fatura da energia. Associado a essa nova infraestrutura, implantou-se um sistema de supervisão, medição e faturamento da energia que será cobrada a cada Centro, obrigando aos gestores destas unidades a um uso mais racional da energia. Nessa perspectiva, a presente dissertação é uma proposta de investigação, sob um viés técnico-econômico, onde se analisa o perfil de carga de um dos Centros – Centro de Biociências – e com isso uma análise comparativa do funcionamento de um grupo gerador no horário de ponta – período do dia em que a energia elétrica é mais cara. Essa será mais uma tentativa para reduções energéticas por setor e a utilização da capacidade instalada ociosa de geradores com precária rotina de manutenção. A proposta inclui também uma padronização nas instalações desses equipamentos, a criação de um sistema supervisório (SCADA) capaz de acessar esses grupos geradores para melhor gerenciamento de dados e operação diária.
Sistema embarcado para monitoramento de circuitos auxiliares em disjuntores de potência de distribuidoras de energia elétrica
(2017-07-28) Cavalcante, Sérgio Gomes; Oliveira, José Alberto Nicolau de; http://lattes.cnpq.br/2871134011057075; http://lattes.cnpq.br/3313690489928364; Cândido, Crisluci Karina Souza Santos; http://lattes.cnpq.br/4918786470731375; Prado, Rafael Nunes de Almeida; http://lattes.cnpq.br/6353488511143972
O modelo de sistema elétrico introduzido no Brasil no final da década de 90 produziu um ambiente com alto grau de regulação. A criação da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e suas regras forçam os agentes envolvidos nesse sistema a sempre procurarem a modicidade tarifária com um nível elevado de qualidade do serviço e qualidade do produto. Estas exigências impostas às concessionárias de energia no Brasil fazem com que as empresas desenvolvam processos para uma melhoria constante, mas nem sempre essas estratégias são suficientes para garantir bons indicadores de qualidade. Por vezes o processo não mantém uma sincronia ideal a ponto de evitar falhas em sua execução. Outras vezes, as falhas não estão nos processos em si, mas nos próprios equipamentos. Como exemplo, podem ser citadas as programações de manutenção preventiva que são desenvolvidas em alguns equipamentos de uma subestação. Ainda podem ser citadas, as falhas intempestivas que para serem corrigidas é necessário que a informação correta, percorra os canais de comunicação de forma rápida e precisa chegando até aos responsáveis pela manutenção. Nem sempre as informações certas chegam aos setores responsáveis com rapidez e precisão, somado a isso, estas informações não são armazenadas e catalogadas para analises futuras. O presente projeto tem como objetivo fundamental dotar os disjuntores, equipamentos do sistema de proteção, de inteligência, por meio de um sistema embarcado. Com esta associação, os disjuntores serão capazes de desempenhar suas funcionalidades com rapidez e assertividade nos dados gerados, podendo antecipar-se às falhas tornando o sistema elétrico mais confiável e seguro.
Desenvolvimento de software para dimensionamento de cabos isolados de parques eólicos, considerando critérios técnico e econômico
(2017-07-28) Aderaldo, Steferson Almeida; Oliveira, Clóvis Bosco Mendonça; Silva Júnior, José Luiz da; http://lattes.cnpq.br/6850567577702922; http://lattes.cnpq.br/1539316397090000; http://lattes.cnpq.br/9122397330730757; Oliveira, Arrhenius Vinicius da Costa; http://lattes.cnpq.br/5392659422114043; Moura, Carlos Gomes de; http://lattes.cnpq.br/6661263205342765
No Brasil, há 794.699 km de redes e apenas 12.348 km são de redes subterrâneas, ou seja, menos de 2%. Porém, estima-se que cerca de 30% do total de parques eólicos em operação, mais de 3.000MW, foram construídos utilizando redes subterrâneas, cujo dimensionamento adequado é de fundamental importância para o correto funcionamento e a garantia de retorno dos investimentos. Projetos atuais e programas computacionais de suporte a projetos levam em consideração apenas critérios de capacidade de condução, queda de tensão e/ou apresentam as perdas. Esses critérios adotam os requisitos mínimos para o correto funcionamento da instalação e, consequentemente, o menor custo inicial. No entanto, ao longo da vida do parque, as perdas e custos operacionais podem ser bem maiores, reduzindo os lucros nos demais anos. Devido às redes subterrâneas terem alto custo e a necessidade de manter elevados índices de confiabilidade e de operação para o seu uso, torna-se necessário desenvolver mais ferramentas para o devido dimensionamento, a fim de garantir uma alocação otimizada de recursos e uma eficiência operacional por meio da redução de custos operacionais, aumento da vida útil, assim como evitar a perda de receita por lucro cessante. Este trabalho tem como objetivo realizar a análise dos principais critérios técnicos e econômicos para o dimensionamento de redes subterrâneas de média tensão em parques eólicos, visando a otimização de custo ao longo da vida e melhoria de aspectos técnicos, além do desenvolvimento de um programa computacional que permita integrar as ferramentas técnicas e econômicas, com uma metodologia específica, baseada em normas para o dimensionamento adequado e otimizado.
Desenvolvimento de um aplicativo para gerenciamento da manutenção do sistema elétrico de potência da UFRN, utilizando o código QR como ferramenta de acesso ao plano de manutenção
(2017-08-11) Silva, Marcos Antonio Alves da; Silva Júnior, José Luiz da; http://lattes.cnpq.br/6850567577702922; Oliveira, José Tavares de; http://lattes.cnpq.br/0617813879678041; Almeida, Marcos Antonio Dias de; http://lattes.cnpq.br/5323110802158816; Andrade, Humberto Dionisio de; https://orcid.org/0000-0003-0746-7183; http://lattes.cnpq.br/1253785596446469
É perceptível que, há algum tempo, a sociedade vem passando por um processo de organização da informação em suas práticas e procedimentos, proporcionando grandes avanços para a comunicação e o armazenamento de dados, despertando nas instituições públicas e privadas a necessidade de adaptação e aperfeiçoamento contínuo no tratamento de seus processos. Nesse contexto, apresenta-se uma proposta para a estruturação de um plano de manutenção de equipamentos elétricos, voltada para a manutenção preventiva, baseada no gerenciamento da informação de todos os equipamentos de um sistema de distribuição de energia elétrica. Dessa forma, partindo da análise das técnicas mais modernas de gerenciamento da manutenção elétrica, define-se uma que melhor se enquadre na realidade do sistema elétrico de potência da Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN, construindo-se um estudo de caso através do desenvolvimento de um sistema de gerenciamento da manutenção baseado no cadastro de todos os seus componentes, cujo conteúdo reúna os aspectos de geração de relatório de inspeção, manutenção preventiva e corretiva e cadastro dos dados técnicos dos equipamentos elétricos, constituindo um banco de dados estruturado em ACCESS acessível via código QR nos locais de instalação.
Projeto de balanceamento de cargas elétricas em instalações com múltiplos quadros de distribuição com base em uma heurística evolutiva
(2017-09-15) Silva Júnior, Franclin Róbias da; Cândido, Crisluci Karina Souza Santos; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; http://lattes.cnpq.br/4918786470731375; http://lattes.cnpq.br/8057840404817866; Silva Júnior, José Luiz da; http://lattes.cnpq.br/4960078797028638; Silva, Paulo Vitor; http://lattes.cnpq.br/6850567577702922; http://lattes.cnpq.br/0630031541963467
Este trabalho propõe uma alternativa para efetuar o balanceamento de cargas em uma instalação elétrica, aplicando técnica de otimização baseada em uma heurística evolutiva. O código desenvolvido será usado para planejar a redistribuição das cargas elétricas no prédio da Reitoria do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte (IFRN). O objetivo principal é desenvolver um projeto técnico para melhorar o equilíbrio das cargas elétricas da edificação, reduzindo perdas e aumentando a eficiência, favorecendo, ao mesmo tempo, a qualidade da energia na instalação.
Projeto técnico de reconfiguração de alimentadores de média tensão de 13,8 kv da distribuidora COSERN, com base em transferência de cargas e em indicadores de continuidade
(2017-09-15) Viana, Mariana Dantas e; Silva Júnior, José Luiz da; http://lattes.cnpq.br/6850567577702922; http://lattes.cnpq.br/8129833286247247; Medeiros Júnior, Manoel Firmino de; http://lattes.cnpq.br/4960078797028638; Pimentel Filho, Max Chianca; http://lattes.cnpq.br/0466613101201324; Andrade, Humberto Dionisio de; https://orcid.org/0000-0003-0746-7183; http://lattes.cnpq.br/1253785596446469
Constantemente as concessionárias de energia elétrica vêm sendo auditadas pelo agente regulador para a melhoria dos indicadores de continuidade e qualidade dos serviços prestados aos seus consumidores. Diante disso as distribuidoras de energia investem constantemente na melhoria das redes de distribuição de energia como é o caso de instalação de dispositivos telecomandados visando à reconfiguração automática dos circuitos em caso de defeito na rede alimentando os consumidores que ficam ilhados de forma rápida observando as condições operacionais dos circuitos. Neste cenário, esse trabalho propõe um projeto que visa à melhoria de indicadores de continuidade de um conjunto elétrico da Companhia Energética do Estado do Rio Grande do Norte (COSERN), concessionária com sede na cidade de Natal/RN, através de reconfiguração automática, após indicações de pontos específicos na rede de dispositivos automatizados.
Otimização da parametrização de relés em sistemas radiais de distribuição de energia elétrica com utilização do algoritmo genético
(2018-05-02) Silva, Marcos Antonio de Araújo; Pimentel Filho, Max Chianca; ; ; Oliveira, Arrhenius Vinicius da Costa; ; Medeiros, Rodrigo Prado de;
As concessionárias de energia elétrica buscam permanentemente ampliar e modernizar os sistemas elétricos de potência frente às novas demandas dos consumidores e exigências estabelecidas pela Agência Nacional de Energia Elétrica. A proteção de sistemas elétricos tem papel fundamental na manutenção deste sistema e no controle de seus indicadores. Sistemas de distribuição possuem diversas particularidades físicas e técnicas, como o tempo de operação dos dispositivos, fluxos de carga e níveis de curto-circuito. Diante da grande diversidade destes sistemas, a construção de um algoritmo computacional que auxilie nos procedimentos matemáticos de parâmetros do sistema, ou ainda, que gere uma prévia configuração automática dos dispositivos, é necessária perante à ampla demanda ofertada aos engenheiros de proteção. O algoritmo foi modelado inicialmente com o objetivo de determinar as correntes de curto-circuito em cada dispositivo de proteção primária, assim como calcular as correntes mínimas de atuação das unidades de sobrecorrente temporizada e os ajustes de temporização dos relés. Porém, devido ao grande universo de possibilidades de ajustes oferecidos pelo código, fez-se necessária a utilização das técnicas da biologia evolutiva, com o intuito de escolher neste universo de possibilidades o indivíduo que torne a parametrização deste sistema otimizada. Se na primeira geração, o indivíduo escolhido não condisser com a função ótima, esta população será evoluída a partir dos procedimentos de seleção natural, cruzamento e mutação dos indivíduos, presentes nas técnicas de evolução utilizada nos Algoritmos Genéticos. Espera-se que a codificação genética, quando aplicada nos dispositivos microprocessados com característica de intervalo de tempo adequado segundo as normas, o algoritmo se mostre eficiente e estável. Já para os circuitos alimentadores nos quais a temporização dos equipamentos esteja inadequada para um estudo fidedigno de coordenação e seletividade, serão sugeridas mudanças de alguns parâmetros de temporização inicial. Caso o tempo de operação absoluto do alimentador seja minimizado, o procedimento realizado pelo algoritmo será considerado válido e a configuração apresentada ao final será a melhor entre todas da população.
Análise da geração de energia elétrica através da biomassa da cana-de-açúcar: um estudo de caso
(2018-05-30) Almeida, Ítalo José Lopes de; Pimentel Filho, Max Chianca; ; ; Silva Junior, José Luiz da; ; Silva, Neilton Fidelis da;
A produção de energia elétrica é uma atividade de grande importância para o crescimento de qualquer economia no mundo. O Brasil possui, em relação às outras nações, a vantagem de poder planejar sua matriz elétrica utilizando grandes quantidades de fontes renováveis. Uma delas, focalizada neste trabalho, é a biomassa da cana-de-açúcar, que contribui através da cogeração para o fortalecimento dessa matriz. Apesar de há muito tempo disponível, observase que esta fonte tem sido pouca utilizada para a geração comercial de energia elétrica. O Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia (PROINFA), instituído pelo Governo Federal em 2002, hoje extinto, e o surgimento do Mercado de Créditos de Carbono, impulsionado pelo Protocolo de Kyoto, ajudaram a bioeletricidade na ultima década, fazendo com que a biomassa da cana-de-açúcar fosse utilizada de forma mais intensa, tornando-se um importante componente nessa matriz. Esta dissertação analisa os dados de moagem, a quantidade de energia elétrica gerada, exportada, entre outros, de uma usina sucroalcooleira que comercializa energia no ambiente de contratação regulada (ACR) e no ambiente de contratação livre (ACL), a partir do bagaço da cana-de-açúcar. O trabalho também constata que só com a utilização do bagaço como combustível a energia acordada com as concessionarias de energia não seria atingida todos os anos, devido à instabilidade na produção de cana de açúcar. Para resolver o problema, neste trabalho estuda-se a viabilidade da utilização da palha em conjunto com o bagaço da cana, aumentando-se a quantidade de combustível queimado na caldeira e consequentemente a geração de energia. Conclui-se, que o bagaço e a palha juntos como combustíveis a usina estudada proporcionariam uma elevação substancial na energia exportada, e no cumprimento da meta, além de um lucro considerável com a venda do excedente de energia elétrica.
Projeto de modernização do sistema de medição e controle de energia do Campus Central da UFRN
(2018-06-19) Silva, Jaqueline Pereira da; Almeida, Marcos Antonio Dias de; Silva Júnior, José Luiz da; ; ; ; Pinheiro, Fred Sizenando Rossiter; ; Carvalho, Joabson Nogueira de;
Este trabalho consiste no desenvolvimento de um projeto de modernização do sistema de medição e controle de energia elétrica do campus central da UFRN. Atualmente a universidade dispõe de um sistema de medição de grandezas elétricas, composto por 76 equipamentos, que atendem à diversas edificações, instalados nos alimentadores elétricos. Uma parte dos equipamentos de medição encontra-se em funcionamento e outra parte danificada ou sem comunicação com o Centro de Operação e Informação – COI, alocado na Diretoria de Manutenção de Instalações – DIMAN. No presente projeto, esforços serão direcionados para avaliação e diagnóstico do sistema de gerenciamento de energia elétrica existente, realocação e dimensionamento para os prédios não atendidos e projeção da rede de comunicação com uso de uma Rede Óptica Passiva Gigabit - GPON. Ao final, será disponibilizado um projeto detalhado da rede de comunicação e medição, memorial descritivo e planilha com previsão de custos para modernização do sistema. Com a execução do projeto, a universidade disporá de uma ferramenta valiosa de gerenciamento, que enviará as informações em tempo real, para o COI, o que permite o controle, a gestão e a setorização do consumo de energia elétrica. Tal setorização permite ainda, o rateio de custos, a análise de demanda e a qualidade de energia. Facilitando, sobremaneira, o processo de implementação de eficiência energética e a consequente redução nas despesas de energia elétrica do Campus.

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