Análise de Dados para Monitoramento em Modernos Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica

Resumo

Os modernos sistemas de distribuição de energia elétrica migraram de uma estrutura passiva e não supervisionada, com baixo nível de automação, para uma estrutura ativa e supervisionada, com alto nível de automação, devido à introdução de geradores fotovoltaicos (FV), sensores/medidores inteligentes dispersos e novos dispositivos de controle automáticos. Apesar das vantagens técnicas e ambientais, esses desenvolvimentos podem criar novos desafios nos sistemas de distribuição. Exemplos desses desafios são ressonâncias e instabilidades entre capacitores conectados no sistema de baixa tensão (BT) e geradores FV, ou conflitos de controle entre múltiplos dispositivos realizando ações de controle de tensão como reguladores de tensão, capacitores chaveados, inversores FV etc. Simultaneamente, a quantidade massiva de dados (Big Data) fornecida pela moderna infraestrutura de medição contém informações importantes para antecipar, detectar e mitigar esses novos problemas. No entanto, as informações úteis para o sistema não estão prontamente disponíveis nos dados brutos. Neste contexto, o objetivo principal deste projeto de doutorado é desenvolver métodos para o monitoramento da condição de operação do sistema e de equipamentos com base em técnicas de análise de dados usando dados fornecidos pela infraestrutura de medição disponível nos modernos sistemas de distribuição. Quatro problemas específicos serão investigados: ressonâncias e instabilidades em sistemas de BT, ressonâncias e instabilidades em sistemas de média tensão (MT), conflitos de controle de tensão nos sistemas de BT e conflitos de controle de tensão nos sistemas de MT. Para cada um desses problemas, o objetivo é usar dados de medição para (a) antecipar o risco de um dado problema, (b) detectar rapidamente o problema em curso, (c) determinar a extensão de seu impacto no sistema, e (d) desenvolver estratégias de mitigação para evitá-lo. Estudos extensivos de simulação e medições de campo serão utilizados para validar as técnicas propostas. Finalmente, também serão estabelecidos os requisitos mínimos de medição para aplicar cada método proposto. O desenvolvimento dessas técnicas de monitoramento da condição de operação e a caracterização completa dos novos problemas do sistema aumentará consideravelmente a percepção situacional dos operadores de sistemas de distribuição, de modo que ações preditivas de mitigação possam ser adotadas assim que uma situação de risco for detectada.