bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Energy Storage System Integration with Wind Generation for Primary Frequency Support in the Distribution Grid
Authors: Zambrana Vargas Rodrigo , Calixto Lopes José , C. Colque Juan , L. Azcue José , Sousa Thales
Published: February 2021

With the significant increase in the insertion of wind turbines in the electrical system, the overall inertia of the system is reduced resulting in a loss of its ability to support frequency. This is because it is common to use variable speed wind turbines, based on the Double Fed Induction Generator (DFIG), which are coupled to the power grid through electronic converters, which do not have the same characteristics as synchronous generators. Thus, this paper proposes the use of the DFIG-associated Battery Energy Storage System (BESS) to support the primary frequency. A control strategy was developed, and important factors such as charging and discharging current limitations and operation within battery limits were considered. Time domain simulations have been proposed to study a distribution system containing a wind turbine, showing the advantages of BESS over frequency disturbances.
Impacto do Agrupamento de Dados da Geração Solar Fotovoltaica no Problema do Fluxo de Potência Trifásico
Authors: F.P. da Costa Ana , T.B. de Oliveira Marcos , S. Ferreira Jhonatan , J. de Oliveira Edimar , N. de Paula Arthur , Oliveira Elisa , W. de Oliveira Leonardo
Published: February 2021

Este artigo tem como objetivo investigar o impacto do agrupamento de dados de geração Fotovoltaica (FV) na solução do Fluxo de Potência Trifásico (FPT). Para tanto, os dados históricos da geração fotovoltaica são agrupados através da técnica de agrupamento k-means. Os resultados obtidos são comparados com a Simulação de Monte Carlo (SMC) onde um sistema de 37 barras modificado é utilizado para testar a eficácia da metodologia proposta.
Aplicação de Redes Neurais Artificiais para Detecção de Ferrorressonância em Transformadores de Potencial Indutivo
Authors: Sotero da Silva Ricardo , Caneloi dos Santos Ricardo , Pionkoski Grilo Pavani Ahda
Published: February 2021

O fenômeno ferrorressonante é um efeito não linear que pode ocorrer quando indutâncias não lineares e capacitâncias equivalentes estão presentes nos sistemas elétricos de potência (SEP). Atualmente, este tipo de ocorrência está se tornando frequente nas fazendas eólicas, devido ao grande número de Transformadores de Potencial Indutivos (TPIs) e circuitos com cabos subterrâneos (com alta capacitância equivalente) usados nesses tipos de subestações. A precisa detecção do efeito ferrorressonante pode evitar danos a equipamentos, bem como perda de receita para as concessionárias. Nesse sentido, este trabalho apresenta um método baseado em Redes Neurais Artificiais (RNAs) para detectar o efeito ferrorressonante, considerando apenas amostras da tensão secundária do TPI. Após um grande número de simulações e análises, foi possível observar que o método proposto baseado em RNAs é capaz de detectar diferentes condições de ferrorressonância.
Abordagem de Prevenção de Falsas Operações de Relés de Distância em Linhas de Transmissão Longas Paralelas Equilibradas
Authors: R. Araújo Marcos , Pereira Clever
Published: February 2021

Este trabalho apresenta uma análise da aplicabilidade de uma estratégia de prevenção de falsas operações de relés de distância em linhas de transmissão longas paralelas. O ato de desabilitar a compensação do acoplamento mútuo de sequência zero se mostrou efetivo com os algoritmos não convencionais, principalmente quando fontes fortes foram envolvidas. Mostrou-se que uma redução do alcance resistivo da característica de operação em um esquema adaptativo pode aprimorar os resultados obtidos.
Análise do Impacto da Inserção de Geração Distribuída Sobre os Esforços Eletromecânicos em Transformadores
Authors: H. Medeiros Leonardo , Maschio Guilherme , M. Kaminski Antônio , M. Oliveira Micael , M. Bueno Daniela , C. Bender Vitor , B. Marchesan Tiago
Published: February 2021

A inserção de novas unidades geradoras de energia no atual cenário de geração distribuída (GD) traz, além de benefícios, riscos para o setor elétrico, como a elevação do nível de curto-circuito dos sistemas, resultando em uma elevação dos esforços eletromecânicos submetidos aos enrolamentos dos transformadores durante eventos de curtos-circuitos. Se um transformador é submetido à esforços maiores que seus limites suportados, está sujeito a falhas internas ou até mesmo destruição, levando a prejuízos técnico e financeiro. Este trabalho analisa o impacto da inserção de GD nos esforços eletromecânicos sobre os transformadores, e como pode ser prejudicial para estes equipamentos um aumento do nível de curto-circuito do sistema. Foram realizadas simulações de curtos-circuitos de um sistema elétrico proposto, com e sem GD, verificando os níveis de correntes. Através de simulações empregando o método dos elementos finitos, as máximas correntes foram utilizadas para determinar os esforços e seus efeitos no transformador.
Inferência Bayesiana Aplicada a MLPs para Previsão Probabilística de Carga Semanal
Authors: A. M. Barbosa Douglas , H. Ferreira Vitor
Published: February 2021

Um fator importantíssimo para o planejamento e operação segura e otimizado de um sistema elétrico de potência é o conhecimento a priori do valor de carga que irá se realizar num determinado horizonte de tempo, sendo esse horizonte variável desde alguns minutos até anos à frente. Com isso, ao longo dos últimos anos esse tema se tornou alvo de inúmeras pesquisas e diversos métodos de apoio a tomada de decisão foram desenvolvidos. De maneira geral, os métodos desenvolvidos se dividem em duas áreas, que são: métodos de inteligência artificial e métodos estatísticos. Ao longo dos últimos anos os métodos de inteligência artificial vêm se destacando, devido a sua grande capacidade de lidar com padrões não lineares, conforme acontece com a carga e suas variáveis exógenas. Dessa forma, esse artigo apresenta a utilização de Inferência Bayesiana para especificação de redes neurais como forma de prever a carga de energia semanal.
Aplicação de Equivalentes de Rede em Sistemas de Distribuição com Malhas entre Subestações
Authors: M. Hebling Gustavo , A. D. Massignan Julio , H. M. Camillo Marcos , A. B. London Junior João
Published: February 2021

No contexto de condições anormais nos sistemas de distribuição de energia elétrica, podem surgir situações em que a topologia da rede normalmente radial se transforma em malhada e uma resposta rápida é necessária. Esta condição malhada mesmo que temporária exige uma avaliação da condição operacional através do cálculo de fluxo de potência, garantindo que restrições operativas sejam satisfeitas. Dentre as possíveis situações de malha, a condição de malha entre subestações distintas exige uma extensão do modelo até os sistemas de transmissão vide a necessidade de uma única referência angular para ambos os alimentadores. Para reduzir a necessidade de intercâmbio de informações entre operadores de transmissão e distribuição, este trabalho utiliza um modelo reduzido utilizando equivalentes de rede para representar a influência do sistema de transmissão durante o cálculo de fluxo de potência nos alimentadores malhados. Testes de simulação em uma rede real de distribuição demonstram que esta estratégia possibilita manter uma acurácia aceitável em termos de qualidade de solução.
Reactive Power Control on a Consumer Unit with High Integration of PV Generation
Authors: C. Pompermayer Daniel , A. Mendes Mariana , Dimanski Matheus , C. Rueda-Medina Augusto
Published: February 2021

The Federal University of Espírito Santo has acquired 5,441 kWp of solar photovoltaic distributed energy resource (DER), which is being installed on the rooftoop of the buildings of the Goiabeiras Campus in the city of Vitória, Espírito Santo, Brazil. Knowing that the solar plant would decrease the metered power factor, this paper analyzed whether the finance revenue of the DER installation may be increased by the injection of reactive power using the DER inverters. Results allow to state that the revenue may be lightly increased. Nevertheless, the costs of a real implementation are not addressed.
Análise do Desempenho da Coordenação Entre a Proteção Contra Perda de Excitação e os Limitadores de Subexcitação e de Estabilidade em Regime Permanente
Authors: M. da Silveira Matheus , L. M. Coelho Aurélio , F. Arruda Elcio , P. Faria Ivan
Published: February 2021

O trabalho desenvolvido propõe avaliar, através de simulações computacionais, o desempenho da proteção contra perda de excitação (ANSI 40) em geradores síncronos coordenada com o limitador de subexcitação (UEL) do regulador de tensão, observando os limites impostos pela curva de capabilidade do gerador e seu limite de estabilidade em regime permanente (do inglês Steady State Stability Limit - SSSL). Foi utilizado um modelo real de gerador síncrono aplicado no Sistema Teste Brasileiro de 9 Barras, implementados nos softwares ANAREDE e ANATEM. Utilizando estes softwares foram simulados eventos que poderiam causar a atuação da proteção contra perda de excitação. Sendo assim, foi possível observar os benefícios da coordenação da proteção 40 com o limitador de subexcitação, garantindo uma proteção mais efetiva, com melhor sensibilidade e, portanto, contribuindo com maior confiabilidade ao sistema elétrico.
Implementação e avaliação de desempenho de controladores MPPT convencionais e fuzzy para sistemas fotovoltaicos
Authors: S.G. Pinto Vinnicius , O. Botelho Julia , A. do Brasil Thiago , A. Moor João , S. Reis Mauro
Published: February 2021

A geração de energia a partir de arranjos fotovoltaicos é condicionada às condições ambientais em que esses estão presentes. A taxa de produção de energia, portanto, pode apresentar grandes variações dependendo da região onde se encontram as instalações. Tem-se discutido atualmente o conceito de smart inverter como uma alternativa ao controle convencional dos conversores conectados à rede de distribuição, comumente empregados nas mini e microunidades geradoras de energia solar fotovoltaica. Do ponto de vista da penetração da energia solar na rede de distribuição, os smart inverters geralmente dispõem de algoritmos de MPPT (Maximum Power Point Tracking), cuja função é fornecer sempre a máxima potência disponível nos arranjos fotovoltaicos. Portanto, este trabalho apresenta uma comparação entre os métodos de MPPT mais descritos na literatura, propondo ao final uma alternativa a partir do uso de Fuzzy Sets.
Uso de Métodos de Análise Multicritério na Certificação de Lâmpadas LED
Authors: B. Oliveira Lorenna , Zamboti Fortes Marcio , C. R. Bergiante Níssia , Ferreira Vitor H. , O. Gavião Luiz , B. A. Lima Gilson
Published: February 2021

As certificações de lâmpadas LED no país fazem parte do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE), coordenado pelo Inmetro, e buscam fornecer informações sobre o desempenho dos produtos a fim de auxiliar a escolha dos consumidores e estimular a competitividade da indústria. Tendo em vista a necessidade de melhoria contínua dos processos de certificações de produtos no país, este trabalho busca apresentar por meio do método de análise multicritério TOPSIS um sistema de análise de lâmpadas LED. Para tanto, foi observado não apenas a eficiência energética, mas também outros aspectos de qualidade da luz gerada e de qualidade de energia considerados atualmente como requisitos para a certificação compulsória de lâmpadas. Ao final do trabalho pôde-se perceber a relevância de se utilizar os métodos de análise multicritério como ferramenta de auxílio nos processos de certificação de lâmpadas e que o mesmo pode ser reproduzido para diversos produtos criando uma ferramenta de apoio a tomada de decisão baseada em análise de dados, impactando diversos setores da sociedade. Este trabalho oferece subsídios para a criação de uma nova rotulagem de produtos, auxiliando, em curto prazo, compradores a buscarem dentre os produtos disponíveis no mercado aqueles com melhor desempenho, além de, em longo prazo, impulsionar os fabricantes a melhorarem os produtos oferecidos no comércio brasileiro.
Análise da Eficiência de um Método Alternativo de Integração das Equações Diferenciais Ordinárias de Linhas de Transmissão
Authors: Paulo Fernandes João , Torrez Caballero Pablo , Kurokawa Sérgio
Published: February 2021

Este artigo investiga o desempenho de um método alternativo de integração de equações diferencias ordinárias de uma linha de transmissão. O método alternativo resolve cada circuito
Identificação de Irregularidades em Ramais de Ligação e Medidores de Energia Utilizando Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR)
Authors: E. M. Campos Guilherme , B. Bessa Miguel , V. M. Corrêa Jhonatan , Luiz D. Lima André , Tiemi Takeuchi Jessica , Fernando Arruda Luiz , Cesar M. de F. Souza Mário , F. B Souza Tales
Published: February 2021

O trabalho apresentado refere-se ao projeto de P&D ANEEL DE3054 – Plataforma de Rastreabilidade e Gestão das Inspeções Através da Utilização de Técnicas de Inteligência Artificial, celebrado entre a CPFL Energia e a Concert Technologies e cujo objetivo consiste em desenvolver uma solução para auxiliar as equipes de inspeção a detectar irregularidades na rede e nos medidores de energia por meio de um hardware e uma aplicação que empregam técnicas Processamento de Sinais e de Inteligência Artificial. Dentre as técnicas de processamento de sinais utilizadas, está a Reflectometria no Domínio do Tempo (em inglês, Time-Domain Reflectometry – TDR), em que, a partir da análise do reflexo de sinais de alta frequência injetados na rede ou no medidor de energia pode-se identificar a presença de derivações irregulares entre o medidor e a unidade consumidora e alterações no circuito elétrico de medidores de energia eletrônicos. O trabalho apresenta os resultados iniciais do desenvolvimento do hardware, com o projeto e arquitetura do equipamento e respostas dos testes de validação da solução.
Analysis of High Impedance Faults Current Using Fourier, Wavelet and Stockwell Transforms
Authors: N. Lopes Gabriela , H. P. C. Trondoli Luiz , M. Vieira José Carlos
Published: February 2021

Detection of high impedance faults (HIFs) in distribution systems is a challenging task, which has attracted the interest of the researchers for decades. The HIF current random behavior and its lowmagnitude cause difficulties for a reliable detection by traditional protection methods. Therefore, the hazards for grid devices, people and animals safety, associated with HIFs, motivate the research of new detection techniques. However, there is no fully efficient solution for this problem. In this context, this paper aimed to characterize HIFs by a set of real measurements considering different type of soils employing Fourier (FT), Wavelet (WT) and Stockwell Transforms (ST). The measurements were performed at the fault spot in a medium voltage test field specially built for this purpose. The idea is to highlight key characteristics of the HIF current waveforms pointed out by each of transform and assess which ones can be used as a promising tool for HIF detection. The results showed that the HIF current can be characterized by the interharmonic behavior during the fault, extracted by FT and by the high degree of energy variations at specific decomposition levels of WT and ST.
Avaliação de técnicas de controle primário aplicadas em microrredes
Authors: Diefrei Remboski Felisberto Kim , Batista de Almeida Adriano , De Godoy Paulo Thiago
Published: February 2021

Para a operação adequada de uma microrrede (MR) de energia elétrica no modo ilhado é necessário o uso do controle primário, o qual é responsável pela estabilidade de tensão e frequência da MR e pelo compartilhamento de carga entre as fontes despacháveis. O controle primário é muitas vezes baseado no controle droop utilizado nos sistemas de transmissão. Para esses sistemas, a reatância das linhas de transmissão (LTs) é significativamente maior que a resistência. Entretanto, para muitas MRs a resistência das LTs pode ser da mesma ordem ou maior que a reatância. Assim, o objetivo desde trabalho é avaliar a aplicação de quatro técnicas de droop, propostas pela literatura, em um sistema teste implementado em Matlab/Simulink com características de distribuição de energia elétrica e geração baseada em inversores. Os resultados mostraram que a principal desvantagem da utilização do droop convencional é o compartilhamento de potência reativa, sendo que a impedância virtual foi a única técnica capaz de corrigir esse problema. Entretanto, o ajuste da impedância virtual pode ser complexo e é dependente do ponto de operação do sistema.
Performance Comparison of 2L-VSC, 3L-NPC, and 3L-MMC Converter Topologies for Interfacing Grid-Connected Systems
Authors: R. F. B. de Souza Victor , S. Barros Luciano , B. Costa Flavio
Published: February 2021

Nowadays, power converters play a fundamental role in the conditioning and processing of active and reactive power, and are directly related to power quality indexes. In this sense, new multi-level converter topologies have been integrated in order to provide higher power processing capacity with lower harmonic distortion, switch stress, heating, and losses. The use of these structures compared to conventional two-level converters is especially suitable for high power of the order of megawatt. Considering the relevance of this approach, this paper presents a comparative performance analysis among the conventional two-level topology (2L-VSC) and two multilevel topologies in a grid-connected system: neutral point clamped (NPC) and modular multilevel converter (MMC). Simulation test results present the impacts on voltages and currents for the switches and the whole system, as well as the evaluation of the total harmonic distortion (THD) in order to highlight the crucial points of each topology for this kind of application.
Problema Emergente das Distorções entre 2 e 150 kHz em Redes Elétricas: Levantamento Bibliográfico
Authors: I. Y. Ota João , Kotchetkoff Carneiro Rafael , Pedro Aguiar João , Cesar Rufino Fernando , Antenor Pomilio José
Published: February 2021

Diversas publicações têm abordado a questão das distorções na faixa entre 2 a 150 kHz devido à presença cada vez maior de conversores eletrônicos de potência e soluções similares em redes elétricas de distribuição. Este artigo apresenta um breve levantamento bibliográfico objetivando a disseminação de conhecimento junto a pesquisadores e concessionárias acerca de temas relacionados às "supraharmônicas".
Otimização multiobjetiva da máquina síncrona de polos salientes baseada em algoritmo genético e análise de robustez
Authors: A. Maran Maycon , A. Flauzino Rogério , A. Ramos Rodrigo
Published: February 2021

A otimização de máquinas elétricas tem se tornado um tópico relevante na última década. A evolução da ciência da computação disponibilizou uma enorme capacidade de processamento para análise de diferentes designs. Processos de otimização multifísicos e multiestágios complexos têm sido testados, incluindo algoritmos híbridos e análises de elementos finitos. A máquina síncrona continua desempenhando um papel importante na geração de energia elétrica em fontes renováveis de energia como eólica e pequenas centrais hidrelétricas. Este trabalho apresenta os resultados de um algoritmo de otimização analítico multiobjetivo para máquina síncrona de polos salientes eletricamente excitada, utilizando NSGA-II e análise de robustez. É comparada uma amostragem fatorial com a técnica de amostragem Box-Behnken para seis variáveis e suas tolerâncias de fabricação. Os resultados indicaram que a fronteira de Pareto obtida por NSGA-II não apresentam design robustos e a técnica de Box-Behnken é capaz de atingir resultados melhores, confiáveis e com menor tempo de processamento que a amostragem fatorial.
Aplicação de Filtro Harmônico Ativo em Plataforma Laboratorial Destinada a Estudos de Qualidade da Energia Elétrica
Authors: M. Gianesini Bárbara , N. Santos Ivan
Published: February 2021

A preocupação com a qualidade da energia tem atraído a atenção dos diversos segmentos do setor elétrico, com especial ênfase às distorções harmônicas, dado o exponencial crescimento de dispositivos não lineares nos diversos níveis dos sistemas elétricos. Porém, como a presença de harmônicos é um potencial causador de problemas aos equipamentos do sistema elétrico, sua mitigação é essencial para o adequado funcionamento de suas instalações. Para tanto, entre as estratégias de mitigação existentes, a utilização de filtros passivos é a mais largamente difundida, embora alguns fatores têm levado ao desenvolvimento das tecnologias de compensação harmônica via filtros ativos, de forma prática e comercial. Assim sendo, devido à relevância da mitigação harmônica em ambientes industriais,este trabalho objetiva demonstrar a mitigação de distorções harmônica, de forma didática, pela conexão de um protótipo de filtro ativo a uma estrutura laboratorial representativa de um sistema elétrico industrial desenvolvida para realização de estudos e pesquisas em qualidade da energia.
Alocação Ótima de Sistemas de Armazenamento de Energia a Baterias para Mitigar Sobretensão em Redes Elétricas sob Massiva Penetração de Geração Fotovoltaica
Authors: S. Alves Camila , R. da S. Muniz Jo´ão , E. S. e Silva Luiz , Vinícius A. Nunes Marcus , Paulo A. Vieira João , C. Jr. Ghendy
Published: February 2021

Este trabalho propõe uma metodologia para a alocação ótima de sistemas de armazenamento de energia a baterias utilizando o método algoritmo genético (AG) visando a mitigação do problema da sobretensão causada pela massiva penetração da geração distribuída fotovoltaica (GDFV). Na aplicação e validação, utiliza-se o software Open Distribution System Simulator (OpenDSS) para simular a rede IEEE-13 Barras. Deste modo, compara-se os impactos causados pela alocação dos sistemas de armazenamento de energia por bateria (do inglês, BESS) proposta pelo método algoritmo genético e a alocação direta nas barras da GDFV. Ao avaliar-se a quantidade de transgressões de tensão referentes aos níveis propostos pelo Módulo 8 do Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST) da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), identifica-se desempenho superior na solução proposta com AG e o uso de menos unidades de BESS ao comparar-se a solução usual.
Objetivos e Desafios do Projeto de P&D MERGE: Microgrids for Efficient, Reliable and Greener Energy
Authors: Camilo López Juan , Inácio Yutaka Ota João , J. Rider Marcos , A. Pomilio José , C. P. da Silva Luiz , Gomes Bento Rafael
Published: February 2021

Neste artigo, discute-se os principais objetivos e desafios do projeto de pesquisa e desenvolvimento (projeto P&D) chamado MERGE - Microgrids for Efficient, Reliable and Greener Energy. Durante o projeto MERGE, quatro microrredes com características e finalidades diferentes serão planejadas, implementadas e testadas, tanto no modo conectado à rede como no modo isolado: uma microrrede ao nível laboratorial que terá lugar no Laboratório de Pesquisas em Redes Elétricas Inteligentes – LabREI da UNICAMP, uma microrrede de alguns prédios do campus da UNICAMP, uma nanorrede DC com pontos de carregamento de veículos elétricos, e uma microrrede residencial fora da universidade. O projeto MERGE é um esforço multidisciplinar que combina pesquisa e engenharia aplicadas aos seguintes tópicos: dimensionamento, projeto e especificação das microrredes, sistemas de gerenciamento energético, eletrônica de potência, estimação de estado, previsão de demanda/geração renovável, estabilidade, segurança cibernética e regulação brasileira. No final, as microrredes do projeto MERGE serão as primeiras do seu tipo e tamanho no Brasil, gerando oportunidades para novos modelos de negócio, e eletricidade mais sustentável, flexível e confinável aos usuários finais.
Medidor Inteligente: Interface de gerenciamento em um sistema de micro-geração distribuída
Authors: De Oro Arenas Luis , Gutierrez Alves Marcos , De A. Melo Guilherme , A. Canesin Carlos
Published: February 2021

O conceito de redes inteligentes tem trazido uma série de mudanças na concepção dos sistemas de medição de energia elétrica, os quais, além de incorporar rotinas de cálculos de parâmetros de qualidade de energia elétrica, devem permitir e facilitar a interação entre o consumidor, a empresa de distribuição e os sistemas de energia elétrica. Nesse sentido, este trabalho apresenta a descrição da proposta de uma plataforma de medição inteligente atuando como interface de gerenciamento e controle de um sistema de geração distribuída que contempla operação conectada e isolada da rede de distribuição de energia elétrica. O medidor inteligente é instalado no PCC da micro-rede, onde através de uma rede de comunicação sem fio, baseada no protocolo Zigbee, comanda um grupo de inversores Grid-tie com capacidade de injeção de potência ativa e reativa para sustentar a rede principal. Além disso, permite gerenciar o fluxo de potência, comandando a conexão das cargas locais de forma remota, as quais definem a configuração e operação da micro-rede. Dessa forma, apresenta-se uma descrição do sistema e das características do medidor inteligente desenvolvido, seguido do esquema de gerenciamento. Finalmente, os resultados experimentais são apresentados para demonstrar a atuação do medidor na regulação de tensão no PCC, o que é realizado pela imposição do fator de deslocamento da corrente proveniente do sistema fotovoltaico presente no sistema.
Impacto da Infraestrutura de Recarga de Veículos Elétricos no Planejamento da Expansão do Sistemas de Distribuição
Authors: A. Botelho Vinícius , D. Henriques Bruno , O. Willer Leonardo
Published: February 2021

Este artigo analisa os impactos no planejamento da expansão do sistema de distribuição (PESD) considerando as decisões de investimento em estações públicas para recarga de veículos elétricos (EPVEs), garantindo um percentual total de carregadores rápidos instalados. Para isso, duas novas restrições são adicionadas no modelo de programação linear inteira mista (PLIM) para compor a modelagem matemática do dimensionamento das EPVEs. O modelo de PESD utilizado considera construção e/ou reforço de subestações e circuitos, bem como a alocação de unidades de geração distribuída (GD) e bancos de capacitores (BC) nas diferentes etapas em que o horizonte de planejamento é dividido. Para avaliar o impacto no PESD, três perfis de implementação das EPVEs são considerados. Os resultados numéricos mostram uma diferença significativa nos custos finais do PESD e também indicam alterações na topologia da rede entre os três perfis.
Controle Dinâmico de Matriz aplicado a Inversores Fonte de Tensão
Authors: C. E. Huera Paolo , F. S. Neto Lauro , M. T. Amaral João , G. P. Alves André , F. S. Dias Robson
Published: February 2021

O presente trabalho aborda a implementação do algoritmo de controle Dynamic Matrix Control (DMC) em um inversor fonte de tensão monofásico para a obtenção de uma corrente senoidal controlada na carga. A validação do controle é feita por meio do esquema Controller Hardware-In-the-Loop (CHIL), em que o sistema é modelado pelo simulador em tempo real Typhoon HIL e controlado pelo microcontrolador RCP dSPACE. Os resultados obtidos neste artigo validam o controle proposto.
Energy Efficiency Study for the Distribution System Using Low Voltage Transformer Under Harmonic Conditions
Authors: M. Laurindo Bruno , Marins Felipe , França Bruno Wanderley , Zamboti Fortes Marcio , Aredes Mauricio
Published: February 2021

In Brazil, technical energy losses in power distribution systems are determined by power flow studies considering medium and low voltage systems, according to ANEEL recommendations, presented in PRODIST Module 7. These technical losses occur due to physical phenomena and are intrinsically associated with the energy distribution process. However, standards currently do not consider energy losses from harmonic components generated by nonlinear loads, which represent almost all the loads present in electrical systems worldwide. Thus, this paper aims to analyze the operation of a low voltage transformer under harmonic current conditions and to evaluate not only the operation temperature of the equipment, but also to verify the energy losses in it. This test is performed on a laboratory platform and the results are experimental using an adjustable three-phase source and a 3kVA three-phase transformer.
Otimização do Tempo de Operação dos Relés de Sobrecorrente Através do Algoritmo dos Lobos Cinzentos
Authors: P. Pizzolato Gabrieli , M. dos Santos Eduardo , R. Fagundes Arian , O. dos Santos Jefferson , Hasselein Humberto
Published: February 2021

Relés têm a função de identificar os defeitos, localizá-los de maneira precisa e alertar a operação do sistema para acionar a abertura de disjuntores, de modo a isolar o defeito, garantido seletividade. Relés de sobrecorrente podem ser utilizados como proteção principal ou proteção de retaguarda, em diversos tipos de sistema de potência. Entretanto, um dos problemas decorrentes da utilização desses relés diz respeito a sua coordenação, que visa obter a configuração ótima de atuação, a fim de que o menor número de consumidores fique sem o fornecimento de energia elétrica no caso de sua atuação. Nesse contexto, são aplicadas técnicas de otimização através de algoritmos heurísticos. A metodologia utilizada neste trabalho para otimizar o tempo de coordenação dos relés é a heurística dos Lobos Cinzentos. Para o caso testado, a metodologia proposta obteve sucesso ao realizar a coordenação dos relés na programação não linear, mantendo a seletividade do sistema de proteção, respeitando os ajustes e as restrições impostas ao problema.
Grid-connected inverters per-unit Dynamic Phasor modelling, simulation and control
Authors: A. Volpato Álvaro , F. C. Alberto Luís
Published: February 2021

Given the increasing penetration of photovoltaic and battery-powered systems in macro and microgrids, efficient and reliable modelling of the inverters for studying the stability of such systems is paramount. In the current academia standard, generic inverter models, which do not coherently represent inverter behavior nor consider inverter topology and filter, are used - undermining the presented results. This paper presents a thorough and comprehensive per-unit modelling of inverter systems based on a strong mathematical foundation. This modelling is compatible with Equivalent Phasor techniques, generally used for synchronous machines, which allow simulation and study of stability of mixed systems where both technologies are present.
Influência de correntes harmônicas em estudos de estabilidade de tensão em sistemas de distribuição de energia elétrica
Authors: Souza Moura Renan , Garcia Valter , Gomes de Lima Paulo Raimundo , Zambroni de Souza Antonio Carlos
Published: February 2021

A utilização de equipamentos baseados em eletrônica de potência, com a finalidade de efetuar algum tipo de controle, pode fornecer correntes elétricas não-senoidais para os sistemas elétricos. Dependendo do quanto distorcida é esta forma de onda não senoidal, problemas como o aquecimento indevido de condutores, torque magnético contrário ao sentido de rotação em máquinas rotativas, atuações indevidas de equipamentos de proteção, entre outros fenômenos, podem ocorrer e ainda resultar em níveis de tensão indesejáveis. Dentro deste contexto, este artigo demonstra a influência de correntes harmônicas em estudos de estabilidade de tensão em sistemas de distribuição de energia elétrica. Mais precisamente, a curva QV, que descreve a relação entre a potência reativa e o nível de tensão, será adaptada para os sistemas de distribuição de energia elétrica e obtida sem e com a presença de correntes harmônicas. Os resultados demonstraram que correntes harmônicas diminuem a margem de potência reativa fornecida pela curva QV em um sistema teste do IEEE com todos os limites operacionais considerados.
Avaliação do Risco na Precificação do Serviço de Distribuição de Energia Elétrica
Authors: D. Guarizi Rodrigo , A. London, Jr. João Bosco , C. Lotero Roberto
Published: February 2021

O problema da precificação do serviço de redes de distribuição é alvo de constante investigação desde o surgimento dos primeiros mercados de energia elétrica no mundo. A remuneração adequada das empresas que prestam tal serviço é assunto de interesse de concessionárias e órgãos reguladores. Nesse contexto, o surgimento dos Recursos Energéticos Distribuídos (REDs) trouxe diversos desafios. Dentre eles, destaca-se a recuperação dos custos necessários ao provimento do serviço de distribuição de energia elétrica, isto em razão do aumento do nível de incerteza que os REDs trazem aos Sistemas de Distribuição (SDs). Dessa forma, este trabalho apresenta um método para avaliação do risco na precificação de SDs utilizando: um método probabilístico de alocação de custos via Preços Nodais (PNs); simulação de Monte Carlo; e a métrica do Valor em Risco (VaR). Os resultados alcançados demonstram a necessidade de se inserirem incertezas nos modelos de precificação do serviço de distribuição de energia elétrica.
Detecção de Impedância Online para Conversores Fonte de Tensão através da Transformada Discreta de Fourier
Authors: G. P. Alves André , G. B. Rolim Luís , F. S. Dias Robson , T. P. Santos Paulo
Published: February 2021

Este trabalho utiliza uma metodologia de estimação de impedância através da transformada discreta de Fourier, expandindo o seu uso para aplicações convencionais associadas a conversores fonte de tensão. Tais aplicações incluem a integração de fontes renováveis de energia com a rede elétrica, compensação de potência reativa e alimentação de cargas com características indutiva. Resultados de simulação são utilizados para validar o estudo.
Controle Inercial e de Frequência Baseado em Gerador Síncrono Virtual Aplicado à Geração Fotovoltaica de Grande Porte
Authors: Feldmann Darlei , Vasques de Oliveira Ricardo , Tessaro Heitor José
Published: February 2021

O crescimento significativo da geração renovável, incluindo a geração fotovoltaica de grande porte, tem resultado em desafios técnicos para a operação dos sistemas elétricos de potência contemporâneos. A redução da inércia equivalente do sistema e a deterioração do desempenho do controle primário de frequência são exemplos de desafios operacionais impostos pela geração renovável. No contexto desses desafios, esse trabalho aborda o suporte à resposta inercial e ao controle de frequência por parte da geração fotovoltaica de grande porte. O estudo proposto avalia o impacto do ponto de operação dos módulos fotovoltaicos e da irradiância solar na dinâmica da unidade fotovoltaica. Os resultados obtidos mostram que a geração fotovoltaica de grande porte é capaz de fornecer um suporte muito efetivo à resposta inercial e ao controle de frequência dos sistemas de potência.
Análise de atuação indevida do ERAC em desenergização de subestação, influenciada pela desaceleração de motores e proposta de lógica utilizando a função ANSI 81U com dois estágios de tensão de bloqueio e temporização
Authors: Borges Adriano , Peres de Morais Adriano , Cardoso Jr. Ghendy , Marchesan Gustavo
Published: February 2021

A estabilidade do SEP é um assunto que preocupa muito os Operadores do Sistema em todo o mundo. Várias ações e controles são executadas frente a uma grande perturbação, com o objetivo de encontrar um novo ponto de equilíbrio, minimizando o desligamento de cargas e evitando blecautes generalizados. Um dos mais importantes controles é o Under Frequency Load Shedding (UFLS), no Brasil denominado Esquema Regional de Alívio de Carga (ERAC). Esta função já evitou vários blecautes com cortes de carga seletivas por subfrequência, levando o sistema ao equilíbrio carga-geração. Se por um lado a atuação do ERAC é importante para a estabilidade do Sistema Interligado Nacional (SIN), por outro, a atuação indevida desta função gera problemas às concessionárias, com a insatisfação dos clientes e multas aplicadas pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Seguindo este raciocínio, este artigo analisa algumas atuações indevidas do sistema ERAC influenciadas pela desaceleração de motores de indução, ocorridas na área da concessionária RGE. Em seguida é verificada, com o auxílio do software DigSILENT, a característica da onda da tensão que surge por influência da contribuição dos motores e discutidos quais devem ser os ajustes ideais para os relés de subfrequência. Esta análise foi auxiliada pelo software ANATEM, por registros oscilográficos de atuações reais do SIN e de atuações indevidas dos relés de subfrequência de alimentadores da concessionária RGE. Por fim, é proposto um novo esquema para o ERAC, obtido a partir de dois ajustes para a tensão de bloqueio. Como resultado, tem-se o bloqueio da função ANSI 81U durante a desaceleração de motores e a garantia da atuação correta do ERAC quando este for requisitado.
Planejamento da Expansão Considerando os Impactos das Fontes Renováveis e dos Recursos Energéticos Distribuídos na Carga Líquida
Authors: Monteiro Leocádio Caio , Gugi Ferreira Vitor
Published: February 2021

Com o aumento de fontes renováveis não controláveis e dos recursos energéticos distribuídos na matriz energética brasileira, novos desafios foram introduzidos no problema de planejamento de expansão. Este trabalho apresenta um modelo matemático para o planejamento de expansão da geração, considerando, além dos cenários probabilísticos de vazões, diferentes perfis de geração de recursos não controláveis, que impactam a carga líquida horária. A partir de diferentes cenários de carga líquida, é possível identificar os projetos e tecnologias candidatas que fornecem a solução ideal de expansão para atender à demanda de energia, tanto em termos de energia, quanto de capacidade e flexibilidade.
Control and Application of Single-phase PWM Rectifier in Aircraft Electric Systems
Authors: Valverde Bruno , Antenor Pomilio José
Published: February 2021

This work studies the use of single-phase high power factor PWM rectifiers in aircrafts with variable frequency (360 to 800 Hz) power generation. It also presents design guidelines for input and output filters, and discusses the modeling and design of the voltage and current controllers. A 1 kW system is simulated considering a variable frequency grid, verifying the compliance with the aircraft power quality standards. Experimental results from a prototype allows to verify the design procedures.
Design and computational modeling of fault current limiter topologies
Authors: Bitencourt Alexandre , H. N. Dias Daniel , W. França Bruno , Sass Felipe , G. Sotelo Guilherme
Published: February 2021

The increase in demand for electric power and the insertion of a distributed generation led to the rise of the short-circuit current in substations. Most of these Brazilian substations were designed decades ago, because of that their equipment may not support the new short-circuit current levels. To protect the installed equipment and avoid excessive costs replacing old devices, it is possible to install Fault Current Limiters (FCLs). This document is a report from an R&D project that evaluated FCL topologies considering real parameters in simulation from used equipment, concluding that the selected FCL topologies accomplished their technical objective. However, before implementing these topologies in the distribution system, one should consider the technical and economic feasibility of using semiconductor switching devices.
Valoração da Interrupção de Energia Elétrica Pela Perspectiva do Consumidor
Authors: L. Wochnik Larissa , A. T. Silva Fabiana , A. Belati Edmarcio
Published: February 2021

A energia elétrica, cada vez mais, vem sendo vista como um insumo crítico e de cunho estratégico em processos e atividades gerais. A dependência quanto a qualidade de seu fornecimento acompanha sua a crescente importância em diversos setores da economia. Portanto, esse trabalho buscará analisar o impacto causado pela falta de energia elétrica, na perspectiva do consumidor. Será calculado o custo de interrupção de energia elétrica, em formato de estudo de caso, através de entrevista estruturada com doze consumidores residenciais, adotando a metodologia de questionário, mesma metodologia proposta pela maioria dos estudos presentes na literatura aberta ao público e que serão fontes para o desenvolvimento deste trabalho, com visão qualitativa, devido às limitações encontradas no desenvolvimento desse trabalho. Após o cálculo do custo de interrupção, ele será analisado, comparando-se com os valores pagos pelas concessionarias em casos de falta de energia elétrica em tempo superior a 3 minutos, evidenciando que, para os casos analisados e com as hipóteses simplificadoras aplicadas, tal compensação não é adequada para compensar os fornecedores quanto aos efeitos sentidos diante de uma situação de longa interrupção.
Ajuste Ótimo de ESP e SVC-POD para Amortecimento de Oscilações
Authors: Peres Wesley , C. Ferreira Bruna , C. Gonçalves Fabrício , L. S. Magalhães Felipe , N. N. Costa Junior , S. P. Pessin Paulo , P. Souza Rafael , J. S. Silva Samuel , F. Carvalho Victor , S. Santos Anderson
Published: February 2021

O amortecimento de oscilações de potência é essencial na operação de sistemas de potência. Oscilações não amortecidas ou fracamente amortecidas podem limitar a capacidade de transferência de potência e causar blecautes. Para resolver esse problema, estabilizadores de sistemas de potência (ESP) instalados em geradores síncronos têm sido utilizados desde a década de setenta. Outra opção é utilizar um controlador denominado Power Oscillation Damper (POD) em dispositivos FACTS tais como o Compensador Estático de Reativos (CER). Com o objetivo de melhorar a estabilidade dos sistemas de potência, um projeto ótimo e robusto de ESP e POD deve ser realizado. Considerado as soluções de boa qualidade fornecidas por metaheurísticas, esse artigo compara quatro técnicas (Whale Optimization Algorithm, Grey Wolf Optimization, Gravitational Search Algorithm e Algoritmos Genéticos) na solução do problema de otimização mencionado. O ajuste de controladores ESP e POD é formulado como um problema de otimização com o objetivo de maximizar o coeficiente de amortecimento do autovalor dominante em malha fechada considerando vários pontos de operação para garantia de robustez. Resultados para um sistema de duas áreas são discutidos.
Algoritmo para a compressão de sinais da rede elétrica baseado na combinação da técnica Compressive Sensing com uma abordagem dissociativa
Authors: Cormane Jorge , Franco de Sousa Camila
Published: February 2021

Este trabalho apresenta um método de compressão de sinais da rede elétrica baseado na técnica de Compressive Sensing combinada com uma abordagem dissociativa. Para isso, utilizam-se os algoritmos Iteratively Reweighted Least-Squares e o Conjugate Gradient. O primeiro adequado para a reconstrução de sinais unidimensionais, enquanto que o segundo é adequado para a reconstrução do sinal em um formato bidimensional. Os resultados demonstram a preservação do sinal após a reconstrução (SNR > 40 dB), além da redução da complexidade computacional, a partir da dissociação do sinal segundo seu comportamento: regime permanente ou disturbio.
Computation of Lightning Voltage Surges on Tall and Conventional Transmission Towers
Authors: R. J. de Araújo Anderson , M. de Seixas Claudiner , Salarieh Bamdad , Kurokawa Sérgio , Kordi Behzad
Published: February 2021

Transmission tower modelling is very important to assess the electromagnetic transient caused by lightning strikes in power systems. In this context, conventional tower models are very well studied in the literature. However, there are few studies on tall transmission towers which have been receiving great attention recently due to their own characteristics. Tall transmission towers are built on river crossings and/or over dense forest canopy to reduce environmental impact in these areas. In this paper, the voltage surge caused by an incidentlightning at the top of the conventional and tall towers are determined. For both structures, a lumped electric circuit approximated by Vector Fitting technique is proposed which takes into account the tower-footing grounding system buried in different homogeneous soils. The results show a clear difference in the time domain voltage response for the conventional and tall transmission towers which is more pronounced as the soil resistivity increases and/or the tower becomes taller.
Simulação de Hardware-In-the-Loop para Testar Dispositivos de Automação Avançada em Redes de Distribuição de Energia Elétrica
Authors: B. Leite Jonatas
Published: February 2021

O desenvolvimento sustentável dos sistemas de distribuição de energia elétrica deve evoluir para as redes inteligentes, onde é fundamental a automação avançada com rápidos canais de comunicação. A análise do comportamento dessas redes utiliza a simulação de Hardware-In-the-Loop como um mecanismo de estudo das situações normais e críticas de operação. Neste artigo, a plataforma de simulação proposta apoia-se no estado da arte dos protocolos de comunicação do sistema elétrico. A avaliação da plataforma é realizada através do desempenho da função de proteção de sobrecorrente temporizada e da verificação das mensagens trocadas entre o simulador e o dispositivo testado.
Sensoriamento vestível para segurança do trabalho e saúde ocupacional aplicado a uma distribuidora de energia elétrica
Authors: Henrique Cruz Luiz , Dominice Alexandre , S. FIlho Joselino , M. de Vasconcelos Fillipe , Frederico M. de Almeida Carlos , Rafaela de S. Demuner Vanessa , A. Danesin Luiz , R. Gualtieri Stéfano , Mollica Denis
Published: February 2021

Atualmente, a segurança e a saúde dos colaboradores das concessionárias de energia são uma das maiores preocupações. O alto nível de periculosidade das atividades e os índices de acidentes são alarmantes no cenário nacional. A fim de reduzir os riscos envolvidos, o corpo técnico atua na revisão e padronização de instruções de trabalho, homologação de novos equipamentos de proteção, constante treinamento das equipes e um rígido controle de atividades executadas. Porém, por serem processos essencialmente manuais, estes estão sujeitos à falha humana. Este projeto de pesquisa, portanto, propõe a aplicação de tecnologia de sensoriamento vestível na prevenção de ações e condições que precedem incidentes e que é definida em um conceito de pirâmide de DuPont como desvio de procedimento. Parâmetros físicos, fisiológicos e ambientais são monitorados e alimentam uma plataforma corporativa. Os resultados obtidos promovem inovação no sistema de gestão de riscos e, assim, criam um cenário totalmente novo, tecnológico e conectado para a prevenção de acidentes e de doenças.
Estudo Comparativo das Metodologias de Cálculo de Energia Incidente da IEEE-1584 2018, IEEE-1584 2002 e ARCPRO: Estudo de Caso Real
Authors: Fantoni Primo Henrique , Inácio Coelho João , Tenáglia Mariani Rafael
Published: February 2021

Este artigo pretende comparar os valores de energia incidente calculados através da nova norma IEEE-1584 (2018) com a metodologia de cálculo anterior IEEE-1584 (2002) e o software ARCPRO, uma vez que a mesma apresenta mudanças significativas nas análises necessárias para os cálculos de energia incidente. Este estudo de caso utilizou o compartimento de entrada de um painel de 4,16 kV, e foi avaliado o valor da energia incidente para uma variação de curto-circuito de 5 kA a 50 kA. Observou-se que é extremamente importante a avaliação adequada da posição dos eletrodos uma vez que os valores de energia incidente variaram muito dentro de um mesmo compartimento.