Sistemas inteligentes distribuídos autônomos de energia

Resumo

Este projeto de pesquisa propõe o estudo de técnicas de monitoramento e controle de sistemas de geração distribuída de energia, bem como de outros dispositivos eletrônicos conectados às redes de distribuição, tais como os compensadores eletrônicos de distúrbios, visando à operação inteligente e autônoma dos diversos dispositivos conectados nas redes elétricas. O foco principal são as redes de energia de pequeno porte (potência e distâncias), as chamadas microrredes de energia, configurando um cenário que vem sendo chamado de microrredes inteligentes de energia. Em uma microrrede inteligente, considera-se a existência de um sistema de geração distribuída de energia (de pequeno porte), conectado à rede principal através de um sistema eletrônico automático. Tal sistema deve ser composto por conversores eletrônicos chaveados e dispositivos de proteção, medição e processamento, os quais são responsáveis por: possibilitar o fornecimento de energia em corrente alternada para as cargas conectadas; tomar decisões baseadas na demanda de energia das cargas; desempenhar funções de monitoramento e condicionamento da qualidade das tensões e correntes no ponto de acoplamento comum; detectar e atuar em condições extremas; dentre outras. Destaca-se que neste trabalho, inicialmente, o monitoramento e controle das microrredes serão realizados com base na Teoria de Potência Conservativa (CPT - Conservative Power Theory), uma recente abordagem para a análise e controle de circuitos elétricos sob condições de operação generalizadas. O objetivo principal é avaliar a viabilidade do controle e gestão das informações da microrrede e dos sistemas de geração ou condicionamento de energia, através das parcelas de corrente e potência decompostas por meio da CPT. Além disto, considerando a variabilidade do fluxo de potência em uma microrrede, seja em função das variações das cargas, seja em função da intermitência das fontes geradoras (principalmente aquelas baseadas em fontes fotovoltaicas ou eólicas), serão avaliadas propostas de mapeamento dinâmico da rede, buscando a identificação em tempo real de características como a impedância de linha, impedância equivalente das cargas, equivalentes Thèvenin e Norton, etc. Tais informações serão utilizadas para o controle dos dispositivos eletrônicos das redes ou mesmo para proposição de estratégias de tarifação e atribuição de responsabilidades nas microrredes. Assim, o principal objetivo deste projeto é avaliar e propor possíveis técnicas de monitoramento e controle inteligente de sistemas distribuídos de energia, as quais possibilitem a operação autônoma de cada dispositivo conectado nas microrredes inteligentes. (AU)