Avaliação de metodologias de cálculo de perdas técnicas em sistemas de distribuição de energia elétrica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Previsão espacial de demanda em sistemas de distribuição com uma base reduzida de dados

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Localização de faltas em alimentadores de distribuição de energia elétrica usando medições esparsas de tensões

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

A influência da temperatura nas impedâncias de sequência de condutores utilizados na rede primária de distribuição

Distribution networks are formed by long lines that carry electricity substations to homes and industries. These lines have associated impedance and depending on operating conditions of the network these impedances may vary. This paper provides a detailed analysis of the effects observed in studies of voltage drop, short circuit and electrical losses, when considered the drivers sequence impedances used in primary distribution network at different temperatures. Therefore, it is initially presented a calculation methodology and details the factors that influence the final values. The methodology presented tackles in a practical way the main factors that directly or indirectly influence the values of the impedances as an emblematic example and will be properly dealt with throughout the paper is the effect of temperature on the values of the sequence impedances. More specifically is dealt with the case of XLPE cables protected, by having a higher maximum operating temperature than the operating temperature of the network. The effects observed in the power flow generated when considering the impedance values at both temperatures were analyzed. The impedance drivers tend to increase with increasing temperature. Thus the impedance of the conductor XLPE protected will tend to be greater for the maximum operating temperature for which the operating temperature of the network, resulting in greater voltage drop and higher electrical losses

Produção de energia por mini e micro hidrelétricas na rede de distribuição de água.

A geração de energia hidrelétrica enfrenta uma crescente restrição a sua expansão, diretamente relacionada a fatores ambientais e da limitação de terrenos com potencial economicamente aproveitável. A partir deste fato, é relacionada uma possível fonte de energia hidrelétrica, resultante do aproveitamento dos potenciais presentes na rede de distribuição de água das cidades, ainda sem nenhum aproveitamento. O desenvolvimento desta fonte de energia se dá com a instalação de mini e micro centrais hidrelétricas nos condutos da rede distribuidora de água. Este trabalho tem por objetivo avaliar o potencial de aproveitamento hidrelétrico por mini e micro hidrelétricas por meio de técnicas de modelagem e de otimização, para agilizar e facilitar o procedimento de identificação dos potenciais e a instalação na rede de abastecimento. O trabalho leva em conta as diversas peculiaridades das redes de distribuição de água e dos equipamentos eletro-hidráulicos, discorrendo sobre a possível complementariedade da geração de energia durante os picos de consumo. Discorre também sobre a contribuição para a rede de distribuição elétrica, na logística e nos custos de implantação além de discutir a tipologia das turbinas capazes de aproveitar o potencial energético. É avaliado, com o auxilio de modelos hidráulicos e de otimização, o posicionamento das centrais geradoras na rede e os possíveis benefícios, restrições e impedimentos ao seu uso, desenvolvendo uma metodologia para facilitar a tomada de decisão quanto ao aproveitamento para geração, ou não, em redes diversas. A construção deste procedimento e ferramenta são desenvolvidos a partir do estudo de caso do sistema distribuidor de água do Município de Piquete no estado de São Paulo, Brasil.

Compactação e elevação da vida útil de transformadores de distribuição empregando óleo vegetal isolante.

A busca no aumento da vida útil dos transformadores de distribuição, redução dos custos de manutenção e mitigação de falhas, leva ao desenvolvimento de novos materiais e critérios de exploração diferenciados desses ativos. Esta pesquisa apresenta o desenvolvimento de um novo transformador de distribuição compacto e mais eficiente utilizando óleo vegetal isolante totalmente biodegradável. Além de biodegradável, o óleo vegetal utilizado possui menor agressividade ambiental e maior capacidade térmica aumentando, a capacidade de carregamento do transformador sem comprometer a sua vida útil. A fim de atestar essa menor agressividade em relação ao óleo mineral, ensaios foram efetuados em um equipamento que permaneceu 12 anos em operação. O equipamento foi totalmente desmontado para análise e coleta de amostras de papel e óleo vegetal isolante. As análises visam comprovar a menor agressividade em relação ao óleo mineral, apresentadas na revisão bibliográfica. A menor agressividade torna possível a proposição de uma nova filosofia de planejamento de redes de distribuição utilizando uma quantidade menor dos novos transformadores para uma mesma carga, tornando-a mais compacta e eficiente.

Melhoria da eficiência hídrica da rede de distribuição de água do campus do ISEC - Coimbra

Por definição, todos os recursos são escassos e limitados. Acontece precisamente isso com a água e com o dinheiro. É neste sentido que urge controlar os consumos de água, sensibilizar para o seu uso racional e encontrar as soluções que permitam reduzir o valor faturado. O GTMI do ISEC, local onde foi realizado este estágio, percebeu que algo teria de ser feito rapidamente de modo a inverter a situação de grandes consumos de água que se verificavam. Procedeu-se ao levantamento da rede e à sua caraterização. Fez-se a monitorização dos consumos, com especial ênfase nas horas noturnas. Introduziram-se elementos na rede de modo a permitir definir zonamentos e mais rapidamente serem encontradas as anomalias existentes. Identificaram-se fugas de água e procedeu-se às respetivas reparações. Criou-se um ramal de abastecimento à “casa do guarda” com um contador independente. Tornou-se operacional o furo existente. Prepararam-se empreitadas para permitir o fornecimento independente de água, diretamente do sistema público de abastecimento, aos bares e cantina do ISEC. Estudou-se a possibilidade de, à exceção das zonas onde será impreterível o fornecimento de água potável, o abastecimento de água ter origem na captação própria e não com origem na rede pública (aguarda-se neste momento a decisão de colocar em prática esta opção). O ISEC já teve consumos de água muito superiores aos atuais, em boa parte explicados pelo crescimento da sua comunidade. Mas, com o trabalho agora desenvolvido percebeu-se que não era essa a razão exclusiva e que poderiam ser concretizadas muitas ações de melhoria. O presente já revela uma grande diminuição do consumo de água e da respetiva fatura. Muitas foram as ações postas em prática, que correspondiam à motivação base para a realização deste estágio, e que, sem dúvida, contribuíram de forma decisiva para aumentar a eficiência hídrica do ISEC. Porém, este é um esforço que carece ser continuado. O trabalho não está concluído e nunca estará. A existência de comportamentos negligentes e o natural envelhecimento dos materiais originarão sempre novas perdas de água. A solução passa por haver sempre alguém e (com) os recursos necessários para identificar e corrigir as anomalias à medida que estas forem ocorrendo.

Gestão de Recursos Energéticos para Apoio à Operação dos Virtual Power Players

A liberalização dos mercados de energia elétrica e a crescente integração dos recursos energéticos distribuídos nas redes de distribuição, nomeadamente as unidades de produção distribuída, os sistemas de controlo de cargas através dos programas de demand response, os sistemas de armazenamento e os veículos elétricos, representaram uma evolução no paradigma de operação e gestão dos sistemas elétricos. Este novo paradigma de operação impõe o desenvolvimento de novas metodologias de gestão e controlo que permitam a integração de todas as novas tecnologias de forma eficiente e sustentável. O principal contributo deste trabalho reside no desenvolvimento de metodologias para a gestão de recursos energéticos no contexto de redes inteligentes, que contemplam três horizontes temporais distintos (24 horas, 1 hora e 5 minutos). As metodologias consideram os escalonamentos anteriores assim como as previsões atualizadas de forma a melhorar o desempenho total do sistema e consequentemente aumentar a rentabilidade dos agentes agregadores. As metodologias propostas foram integradas numa ferramenta de simulação, que servirá de apoio à decisão de uma entidade agregadora designada por virtual power player. Ao nível das metodologias desenvolvidas são propostos três algoritmos de gestão distintos, nomeadamente para a segunda (1 hora) e terceira fase (5 minutos) da ferramenta de gestão, diferenciados pela influência que os períodos antecedentes e seguintes têm no período em escalonamento. Outro aspeto relevante apresentado neste documento é o teste e a validação dos modelos propostos numa plataforma de simulação comercial. Para além das metodologias propostas, a aplicação permitiu validar os modelos dos equipamentos considerados, nomeadamente, ao nível das redes de distribuição e dos recursos energéticos distribuidos. Nesta dissertação são apresentados três casos de estudos, cada um com diferentes cenários referentes a cenários de operação futuros. Estes casos de estudos são importantes para verificar a viabilidade da implementação das metodologias e algoritmos propostos. Adicionalmente são apresentadas comparações das metodologias propostas relativamente aos resultados obtidos, complexidade de gestão em ambiente de simulação para as diferentes fases da ferramenta proposta e os benefícios e inconvenientes no uso da ferramenta proposta.

As ênfases estratégicas de empresas agroalimentares : estudo de casos na região de Pelotas-RS

Com a crescente integração dos mercados mundiais, novos agentes econômicos têm afetado o cenário das organizações, exigindo das mesmas o desenvolvimento de novas competências estratégicas. O ritmo da competição global e a mudança tecnológica estão forçando as organizações a lutar pela busca do diferencial competitivo. No setor agroalimentar as ameaças e desafios apontam para a concentração e ampliação das exigências das redes de distribuição, aumentando o seu poder de barganha em relação aos fornecedores. Este estudo trata da gestão estratégica de organizações agroindustriais locais e suas relações com o setor supermercadista, seu principal cliente. Tem um caráter exploratório, tendo em vista os poucos trabalhos com este enfoque junto à agroindústrias locais ou regionais de médio e pequeno porte. Ao buscar as informações junto a empresas da rede supermercadista, sobre os critérios mais importantes para a definição do perfil dos seus fornecedores agroalimentares, procura-se compreender como organizações agroindustriais administram esses critérios e estabelecem a(s) ênfase(s) estratégica(s), para a sua sustentação nesse mercado. Seguindo a evolução histórica e conceitual da produção acadêmica nos campos da organização industrial e administração estratégica e, mais importante, buscando sempre pontos de interface, nas diversas abordagens quanto à organização das empresas, seja na obtenção e utilização dos seus recursos e capacitações internas, seja na articulação com outras organizações no seu ambiente de negócios, buscou-se elementos comuns, não excludentes, que transitam nas diversas correntes teóricas, e que permitam uma compreensão consistente acerca das estratégias competitivas dessas empresas. A relevância teórica desse estudo está na construção de um modelo conceitual (framework) para a análise da gestão estratégica de empresas agroindustriais locais. Quanto à relevância prática, ressalta-se a contribuição para o entendimento da dinâmica das transformações do setor agroalimentar, especialmente as novas exigências que o setor varejista “impõe” às empresas agroindustriais e as possíveis estratégias de sobrevivência para organizações locais afetadas por este processo. A ação de pesquisa junto aos empresários, proporcionou um exercício de reflexão que permitiu explicitar o pensamento estratégico, não muito usual em empresas desse porte. Ao organizar as questões e as discussões à luz das cinco dimensões competitivas – negociação, flexibilidade, dependability, inovatividade e imagem – que se constituíram na base conceitual das ênfases estratégicas, foi possível estabelecer o caminho percorrido por cada organização.

Aplicação do método baseado em danos para análise de alternativas e tomada de decisão em assentamentos precários com complexidade ambiental : o caso da Ilha Grande dos Marinheiros, Delta do Jacuí, Porto Alegre/RS

Este trabalho pretendeu minimizar a incerteza na tomada de decisões para projetos mais sustentáveis de intervenção em assentamentos precários. Para sua realização foi utilizada a estratégia de estudo de caso, optando-se pela escolha de um único estudo, na ilha Grande dos Marinheiros, aliada ao uso do método baseado em dados (Grounded Theory), como método para organização das informações coletadas. O estudo utilizou esta metodologia de análise sistêmica, que permitiu verificar as interinfluências entre os diversos aspectos apresentados pelo sítio (aspectos ecológicos do meio ambiente, aliados ao processo antrópico de alteração do habitat). Isto resulta na definição de categorias e subcategorias e seus cruzamentos, através de um sistema de matrizes, levou a constatação da categoria central. Assim, o abastecimento de água foi considerado como o tópico que deveria ser priorizado no processo de tomada de decisões. O sistema de cruzamento sistêmico também permitiu a criação de uma linha mestra (eixo principal) a ser utilizada na definição de futuros projetos de intervenção urbanohabitacional, que mostrou as dificuldades no abastecimento de água e as conseqüências advindas de sua estruturação. Ao final do trabalho, constataram-se as seguintes contribuições: não se recomenda a estruturação do transporte viário, o uso de energia eólica, hidroelétrica ou biomassa e estruturação de redes de distribuição de água entre continente e ilhas. Por outro lado, o estudo salienta as seguintes oportunidades: o saneamento deficitário possibilita a introdução de alternativas diferenciadas, como a utilização de banheiros secos e geração de biogás. As facilidades de obtenção das águas de chuva e a possibilidade real de melhora das águas superficiais devem ser opções preferenciais no abastecimento de água e a estruturação de um sistema de transporte fluvial (coletivo e individual) entre ilhas e continente.

Contribuições para o estudo teórico e experimental de sistemas de geração distribuída

Diretorio TesteAs recentes mudanças de estrutura no sistema elétrico (geração, transmissão, distribuição e comercialização de energia) têm motivado o uso da geração distribuída e, em particular, pequenos produtores independentes conectados ao sistemas de distribuição e subtransmissão. Sendo recente, ainda há muitas lacunas quanto ao entendimento do impacto desta nova topologia na estabilidade e outros índices de desempenho do sistema. O presente trabalho está focado na conexão dos produtores independentes aos sistemas de distribuição e subtransmissão e visa contribuir quanto ao estudo teórico-prático deste problema, com ênfase nos aspectos de modelagem dos componentes do sistema. Este estudo faz parte do projeto de pesquisa “Impacto de Produtores Independentes e Autoprodutores Conectados aos sistemas de distribuição e subtransmissão", desenvolvido pela UFRGS com financiamento da CEEE. Como as unidades de geração distribuída são conectadas às redes de distribuição e transmissão, a distância entre estes geradores e as cargas é menor comparativamente às usinas de grande porte. Existe ainda a questão dos produtores independentes serem de potências menores e, portanto, mais suscetíveis às variações de carga da rede em que estão ligados. Devido a estes e outros fatores, uma melhor análise dos modelos estáticos e dinâmicos dos diversos componentes do sistema de potência dentro desta nova topologia se faz necessária. Um dos aspectos considerados neste trabalho, foi o estudo da influência da resistência da linha na análise da geração distribuída nas linhas de distribuição. Esta foi uma das contribuições deste trabalho e foi realizada por meio de simulações considerando vários modelos de geradores e cargas. Outra contribuição foi a construção do sistema consistindo de um protótipo de um produtor independente conectado a rede de distribuição, composto de um gerador de 100kVA conectado à rede elétrica, contendo cargas resistivas e indutivas, podendo serem ligadas/desligadas, emulando condições de operação similares às reais. A construção do protótipo também envolveu um sistema para simulação, um sistema supervisório para operação e realização de ensaios, e os algoritmos necessários para tal. Este sistema permite a simulação dinâmica de modelos de sistemas elétricos de potência em diversos cenários e a verificação experimental do comportamento dos grupos geradores em diversas condições de operação, incluindo a análise de desempenho estático, ensaios de curto circuito e as variações de despacho ativo e reativo de potência. Obtendo com isso uma melhor identificação e quantificação do impacto dos produtores independentes e autoprodutores na análise de sistemas elétricos de potência.

Proposta de uma sistemática de análise para a localização de depósitos

Este trabalho trata de um problema de modelagem de redes de distribuição, que consiste em determinar a quantidade e a localização de centros de distribuição, bem como o estabelecimento da capacidade nominal, alocação de clientes e de fornecedores e determinação de quais famílias de produtos devem ser estocadas em cada depósito, de forma a minimizar a soma dos custos de armazenagem e de transporte. É exposta uma sistemática de análise para a localização de depósitos, onde são listadas as principais etapas a serem seguidas. Ainda, são apresentados dois modelos estratégicos, baseados em técnicas matemáticas distintas, que são aplicados à localização de multi-depósitos em uma cadeia com multi-produtos. São propostos um algoritmo de otimização, baseado em programação linear inteira-mista, e um modelo de localização no plano aplicado a múltiplas instalações, capazes de analisar toda a cadeia logística. Ilustra-se a aplicação destes modelos através do estudo de um caso prático em uma empresa de suprimentos industriais. Por fim, as soluções propostas pelos modelos são avaliadas através de análise de sensibilidade. Estes resultados são analisados de modo a estabelecer conclusões em relação à eficiência, precisão, praticidade e aplicabilidade dos modelos propostos.

Maximização da penetração da geração distribuída através do algoritmo de otimização nuvem de partículas

This work develops a methodology for defining the maximum active power being injected into predefined nodes in the studied distribution networks, considering the possibility of multiple accesses of generating units. The definition of these maximum values is obtained from an optimization study, in which further losses should not exceed those of the base case, i.e., without the presence of distributed generation. The restrictions on the loading of the branches and voltages of the system are respected. To face the problem it is proposed an algorithm, which is based on the numerical method called particle swarm optimization, applied to the study of AC conventional load flow and optimal load flow for maximizing the penetration of distributed generation. Alternatively, the Newton-Raphson method was incorporated to resolution of the load flow. The computer program is performed with the SCILAB software. The proposed algorithm is tested with the data from the IEEE network with 14 nodes and from another network, this one from the Rio Grande do Norte State, at a high voltage (69 kV), with 25 nodes. The algorithm defines allowed values of nominal active power of distributed generation, in percentage terms relative to the demand of the network, from reference values

Desenvolvimento de software para simulação de motores com dispositivos de partida baseada na integração do atp com o toprede

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Armazenamento refrigerado de morango submetido a altas concentrações de CO2

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)