Dissertações em Engenharia Elétrica (Mestrado) - PPGEE/ITEC

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/2316

O Mestrado Acadêmico inicou-se em 1986 e pertence ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) do Instituto de Tecnologia (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA).

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Acesso aberto (Open Access)
Análise da metodologia para definição dos limites de continuidade dos conjuntos elétricos das distribuidoras de energia elétrica no Brasil
(Universidade Federal do Pará, 2024-10-10) OLIVEIRA, Loreddana Monteiro Bandeira de; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
A definição dos limites dos indicadores de continuidade dos conjuntos elétricos nas distribuidoras de energia elétrica representa o principal aspecto regulatório da qualidade do fornecimento de energia elétrica, influenciando diretamente as tarifas aplicadas aos consumidores e os investimentos realizados pelas empresas concessionárias de distribuição elétrica. No contexto da regulação do setor elétrico, manter os índices de continuidade do fornecimento de energia em níveis adequados é crucial para garantir a melhoria do fornecimento aos consumidores, bem como a acessibilidade da tarifa elétrica. Neste trabalho, será apresentada a regulamentação brasileira sobre indicadores coletivos de continuidade do fornecimento de energia, elaborada pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), desde sua implementação até os dias atuais, analisando como cada mudança regulatória influenciou o desempenho e a evolução do setor elétrico brasileiro, especialmente no Estado do Pará, que possui indicadores coletivos de continuidade diferenciados em comparação aos demais estados, devido a peculiaridades da área de concessão, como dificuldades de acesso, longas distâncias, baixa densidade populacional. A ANEEL utiliza a comparação entre os conjuntos elétricos das distribuidoras como base para estabelecer um benchmarking, que define as metas de desempenho a serem alcançadas ao fim de cada ciclo tarifário, no entanto, o método atual de estabelecimento dos limites regulatórios não considera características que impactam diretamente a gestão operacional, nem as particularidades desses conjuntos e regiões. Esta dissertação propõe-se a analisar a metodologia vigente para a definição dos limites de continuidade dos conjuntos elétricos das distribuidoras de energia elétrica no Brasil.
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Análise de Desempenho de Meta-heurísticas Aplicadas ao Problema de Restauração de Redes de Distribuição.
(Universidade Federal do Pará, 2020-02-20) BATISTA, Vítor dos Santos; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813
Nos últimos anos diversas meta-heurísticas foram utilizadas para solucionar o problema de restauração de Sistemas de Distribuição de Energia (SDE) de forma eficiente. Dentre elas destaca-se o AEMT - Algoritmo Evolutivo Multiobjetivo por Tabela, que juntamente com a utilização da RNP - Representação Nó-Profundidade, trouxeram um grande avanço na área pois a RNP sendo utilizada como estrutura de dados é possível realizar modificações na topologia do SDE sem perder a radialidade e restabelecer o fornecimento de energia para todas as cargas desligadas após a falta. Devido a falta de exploração de outras meta-heurísticas que utilizam a RNP como estrutura de dados, este trabalho visa realizar uma análise de desempenho comparando o AEMT com outras três meta-heurísticas, a Busca Tabu, Colônia de Abelhas e Estratégias evolutivas. A análise foi realizada em 3 SDEs com 84, 119 e 135 barras e foram simuladas 3 faltas em cada sistema.
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Análise de estabilidade transitória em geradores distribuídos: considerações sobre a proteção 78PS.
(Universidade Federal do Pará, 2024-09-09) HERINGER, Wesley Rodrigues; NUNES, Marcus Vinícius Alves; http://lattes.cnpq.br/9533143193581447
Esta dissertação tem por objetivo apresentar uma análise da estabilidade transitória em geradores distribuídos, considerando a atuação da proteção 78PS, contra perda de sincronismo. Neste contexto, os estudos desenvolvidos neste trabalho serão considerados para dois casos reais distintos de duas usinas de cogeração com geradores síncronos de potências diferentes, sendo uma usina sucroalcooleira, a qual será conectada em breve a um alimentador rural extenso da subestação de Paragominas 34,5 kV da Equatorial Energia – PA, sendo no segundo caso analisado uma indústria de polpas de frutas que utiliza a biomassa resultante dos processos como combustível para a caldeira a vapor, a qual se conecta à uma turbina, para acionamento de um gerador. Por sua vez, este sistema será interligado em um alimentador predominantemente urbano, em uma subestação de distribuição de 13,8 kV em Castanhal no interior do Pará. As análises são realizada por meio de simulação completa no domínio do tempo via software Anatem©, considerando dois modos de controle de tensão das máquinas síncronas: sem controle de tensão; e com controle de tensão. Os estudos fornecem as margens de estabilidade transitória das máquinas e considerações sobre a proteção contra a perda de sincronismo dos geradores síncronos. Os resultados indicam que o uso do modo de controle de tensão do regulador automático de tensão e a coordenação entre a proteção dos alimentadores internos do consumidor industrial e a proteção da usina são fundamentais para garantir a manutenção do sincronismo da geração distribuída.
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Avaliação de algoritmos evolucionários multiobjetivo para o problema de alocação de bancos de capacitores na presença de harmônicos
(Universidade Federal do Pará, 2017-08-10) KATAOKA, Vitor da Silva; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
O crescimento dos grandes centros urbanos traz como consequência imediata o aumento das cargas nos sistemas de distribuição. Além disso, a crescente demanda implica em igual crescimento no consumo de reativos, que, como já se sabe, são sinônimos de perdas nos sistemas de potência, bem como de comprometimento de alguns de seus componentes. Dessa forma, é grande o desafio das concessionárias de distribuição de energia elétrica, uma vez que a dinâmica da carga imprime um maior esforço no que diz respeito ao planejamento da expansão e de melhorias no sistema. Como forma de mitigar os problemas gerados, a instalação de bancos de capacitores surge como solução prática, econômica e consolidada tecnicamente. Entretanto, há de se pensar no dimensionamento e posição de instalação dos bancos, de modo que alcancem o melhor desempenho possível. Paralelamente, o crescimento de cargas nos sistemas de distribuição introduz um novo paradigma, a presença de harmônicos provenientes de cargas não lineares. Uma das peculiaridades da presença simultânea de harmônicos e capacitores dentro de uma mesma rede elétrica é a possibilidade de ocorrência do fenômeno da ressonância, em que o valor das amplitudes de alguns componentes harmônicos ultrapassam os limites aceitáveis, produzindo diversos efeitos indesejados. Nesse contexto, este trabalho propõe a comparação entre duas técnicas evolucionárias de otimização multiobjetivo, o NSGA-II e o SPEA2, para a solução do Problema de Alocação e Dimensionamento de Bancos de Capacitores (PADBC) em redes de distribuição radiais, considerando os efeitos dos harmônicos na presença de cargas não lineares.
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Avaliação dos impactos da recarga de veículos elétricos na vida útil de transformadores de distribuição
(Universidade Federal do Pará, 2023-10-30) BARROS, Amanda Monteiro Pinto; AFFONSO, Carolina de Mattos; http://lattes.cnpq.br/2580696185627481
O objetivo desta dissertação é apresentar uma avaliação comparativa dos impactos decorrentes das práticas da recarga de veículos elétricos (VEs) com baterias de curto e longo alcance sob diferentes níveis de potência sobre a vida útil de transformadores de distribuição. Esta pesquisa se baseia na combinação de informações reais de consumo de energia elétrica coletadas em East Midlands, no Reino Unido, bem como de dados de recarga de veículos elétricos coletados por meio de um projeto experimental também realizado no Reino Unido. Este estudo examina de maneira detalhada a temperatura do ponto mais quente do transformador, e calcula o fator de envelhecimento desse equipamento utilizando o modelo térmico apresentado no IEEE Standard C57.91. Como resultado, este estudo revela que os efeitos causados pelos veículos elétricos de longo alcance são mais intensos, por utilizar uma potência de recarga mais alta e sua recarga ter maior duração. Conforme o nível de penetração dos veículos aumentam, constatou-se um aumento considerável na carga do transformador e na temperatura do ponto mais quente, especialmente no inverno, quando a demanda residencial é maior. Em veículos com baterias de 75 kWh, mesmo em níveis de penetração relativamente baixos, a partir de um nível de penetração de 30% já se notam violações severas da temperatura do ponto mais quente, contribuindo para a redução da vida útil do equipamento.
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Contribuição da geração solar fotovoltaica na certificação de edificações públicas pelo RTQ-C e em edifícios de energia zero: laboratório de ensino da Universidade Federal do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2020) SILVA, Hosaías Alves dos Prazeres; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
Esse trabalho apresenta a contribuição da geração solar fotovoltaica como fonte renovável na metodologia para obtenção de Etiqueta Nível A em certificação de Eficiência Energética e para a transformação em Edifício de Energia Zero, sendo aplicável a edificações e laboratórios de ensino públicos. O passo-a-passo da metodologia consiste essencialmente em duas etapas: a primeira, através de um diagnóstico energético da edificação analisada seguindo as diretrizes estabelecidas no Regulamento Técnico da Qualidade em Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos – RTQ-C, resultando numa proposta de melhoria energética, financeira e ambiental processada com o auxílio do software RETScreen®; e a segunda, dimensionando um sistema de geração solar fotovoltaica, a partir de dados de medição local e do software Meteonorm®, como bonificação para obtenção da Etiqueta Nível A dos níveis do RTQ-C e com capacidade de produção de energia que torne o balanço energético da edificação positivo, tornando-a um Edifício de Energia Zero. A fim de contextualizar a relevância do trabalho e atualizar o leitor no estado da arte aplicável à metodologia, é apresentada uma revisão bibliográfica direcionada aos benefícios da Eficiência Energética nas edificações públicas e ao RTQ-C; ao cenário atual, aplicação e contribuição da Energia Solar Fotovoltaica no desenvolvimento sustentável, na obtenção de classificações reconhecidas nacional e internacionalmente para edifícios públicos; e aos conceitos atualmente utilizados pela comunidade acadêmica para caracterização de Edifícios de Energia Zero. A revisão bibliográfica e a metodologia foram aplicadas em estudo de caso do Laboratório de Engenharia Elétrica e Computação – LEEC, situado no Campus Guamá da Universidade Federal do Pará, com apresentação dos resultados energético, financeiro e ambiental, mostrando ser uma solução a ser aplicada em instituições e edificações públicas que possuam espaço disponível e infraestrutura semelhante à do LEEC.
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Detecção de faltas de alta impedância em redes aéreas de distribuição: testes experimentais em laboratório e análises no domínio do tempo e da frequência
(Universidade Federal do Pará, 2023-07-04) SOUSA, Ádrea Lima de; VIEIRA, João Paulo Abreu; http://lattes.cnpq.br/8188999223769913
O presente trabalho trata da análise de faltas de alta impedância (FAI) em redes aéreas de distribuição de energia elétrica. É realizado um estudo aprofundado e abrangente sobre esse tipo de falta, bem como sobre alguns importantes métodos de detecção de FAI. Após isso, é explicado o laboratório desenvolvido para testes experimentais de FAI, que reproduz a rede de média tensão de 13,8 kV presente no Brasil, com três fases e neutro aterrado na subestação. A partir do laboratório, foram realizados 127 testes em 18 cenários diferentes, de FAI dos tipos shunt e shunt série, esta última localizada do lado da fonte. Visando realizar uma análise comparativa em relação à literatura existente sobre detecção de faltas de alta impedância baseada em harmônicos, foi avaliado o espectro harmônico, especialmente os harmônicos pares, ímpares (principalmente de terceira ordem) e o ângulo do terceiro harmônico, os quais são obtidos por meio da Transformada Rápida de Fourier (Fast Fourier Transform, abreviada FFT). A principal contribuição deste trabalho reside na avaliação das peculiaridades do espectro harmônico dos sinais de tensão e corrente obtidos a partir de testes experimentais em laboratório para diferentes topologias de solo e galhos de árvore e sua correlação com o sinal no domínio do tempo. Isso proporciona um importante fundamento para o desenvolvimento de algoritmos de detecção de FAI. Os resultados obtidos na análise revelaram que as faltas de alta impedância do tipo shunt e shunt série apresentam comportamentos distintos no espectro harmônico e no domínio do tempo, e uma grande parte dos testes realizados não se encontra dentro dos limiares estabelecidos pela literatura. Além disso, destaca-se que foi realizada a avaliação do espectro harmônico da tensão, que geralmente não é considerado em algoritmos de detecção de FAIs.
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Diagnóstico de eficiência energética com base no INI-C e RTQ-C: estudo de caso da envoltória do Clube de Ciências da UFPA
(Universidade Federal do Pará, 2022-02-09) GOMES, Raphaele Samua Barata; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
Poupar energia tornou-se urgente e não está relacionado apenas à redução de custos. Mundialmente esse tema foi abordado em diversos acordos e tratados feitos entre países desde a década de 1970 a fim de reduzir os impactos do consumo de energia e com enfoque nas edificações, devido elas serem responsáveis por cerca de 60% do consumo global de eletricidade segundo o Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA). Foi a partir de então que surgiram programas e medidas de incentivos para esse setor. No Brasil, surgiu em 2001 o Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO) com o objetivo de testar e classificar eletrodomésticos, eletrônicos, veículos e mais produtos dentro de 24 categorias de acordo com sua eficiência energética. A metodologia nacional de etiquetagem de edifícios especifica os requisitos técnicos e diretrizes de classificação de edificações energeticamente sustentáveis através de uma regulamentação para edifícios comerciais, de serviços e públicos e, outra para edifícios residenciais (BRASIL, 2010). O Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas (RTQ-C) estabelece critérios e métodos para avaliação e classificação de edificações comerciais, de serviços e públicas quanto à sua eficiência energética visando à etiquetagem dessas edificações. O INMETRO aprovou no último dia 09 de março de 2021 a nova Instrução Normativa para a Classificação de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas (INI-C) que aperfeiçoa o RTQ-C. Neste estudo avaliou-se a envoltória através do método simplificado do INI-C e essa análise foi feita através do método prescritivo do RTQ-C da edificação do Clube de Ciências da UFPA a fim de comparar seus resultados e identificar as diferenças na atualização do regulamento. Optou-se pelo estudo da envoltória devido a importância dela na eficiência energética de uma edificação já que é a maior área que troca calor entre o meio externo e interno. Os resultados encontrados divergem e isto nota-se devido alguns pontos em que o regulamento sofreu alteração, sendo um dos principais pontos a análise dos pré-requisitos no qual a edificação sofreu penalização na absortância dos materiais. Importante citar que, ao longo deste estudo foram feitas algumas recomendações técnicas com o intuito de tornar o prédio do Clube de Ciências energeticamente eficiente enquanto este ainda se encontra em fase de projeto.
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Iluminação pública com medição ponto a ponto e gerenciamento remoro: uma evolução tecnológica smart
(Universidade Federal do Pará, 2022-02-26) RAMOS, Ricardo Guedes Accioly; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
Atualmente o conceito de SMART CITY, se consolida como sendo uma cidade inteligente por dispor de tecnologia para desenvolvimento sustentável, respeito ao meio ambiente e melhoria da qualidade de vida. Para implantação de uma tecnologia com tal abrangência, pode-se fazer uso de uma estrutura existente da Iluminação Pública, transformando um sistema utilizado para iluminação noturna, em uma plataforma dinâmica, proporcionando uma conexão com outros sistemas, capaz de oferecer serviços como, segurança pública, poluição sonora, qualidade do ar, entre outros. Este trabalho propõe, uma tecnologia de baixo custo e perdas pequenas de energia, apresentando como objetivo, o desenvolvimento de um protótipo de um sistema de aquisição de dados para medição ponto a ponto, contemplando a comunicação com um sistema de gerenciamento geral da Iluminação Pública municipal para o monitoramento, diminuição de custos com operação e manutenção, contribuindo para uma possível discussão da diminuição do valor da Contribuição para o Custeio de Iluminação Pública (COSIP). Esta tecnologia pode alterar o faturamento da COSIP, a qual é calculada com base em estimativa de consumo de energia da Iluminação Pública, podendo gerar economia ao consumidor. A pesquisa especifica o protótipo com capacidade para medir parâmetros elétricos, fazer comunicação entre o módulo de medição e o processador e tornar os dados disponíveis em rede Wi-Fi, capaz de serem adquiridos por um servidor, que processa dados e envia o comando de volta para as ações. Este recurso é analisado por meio de experimento e os resultados são tratados para conclusões finais sobre o tema.
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Impacto de geradores conectados via inversores na coordenação da proteção em redes de distribuição de energia elétrica
(Universidade Federal do Pará, 2017-08-11) CORDEIRO, Murillo Augusto de Melo; VIEIRA, João Paulo Abreu; http://lattes.cnpq.br/8188999223769913
Apesar de suas vantagens indiscutíveis, a geração distribuída (GD) pode afetar negativamente alguns aspectos da operação dos sistemas de energia elétrica, especialmente um ponto pouco explorado: a proteção das redes de distribuição de energia elétrica e sua interação com os sistemas de geração de energia baseados em inversores. Nesta dissertação, o impacto da GD conectada via inversor na coordenação religador-fusível de esquemas de proteção em redes de distribuição é minuciosamente estudado. Simulações são realizadas por meio do software DIgSILENT PowerFactory através de curtos-circuitos monofásicos e trifásicos considerando diferentes localizações de faltas e da GD, níveis de penetração e de operação, e outros aspectos que influem na descoordenação da proteção em um sistema de distribuição teste real do IEEE de 34 barras. A contribuição à corrente de curto-circuito de geradores baseados em inversores é também investigada por meio de simulações no modelo de transitórios eletromagnéticos do software. Os resultados mostraram que a elevada penetração da GD conectada via inversores aumenta a corrente de curto-circuito que passa pelo fusível e o faz operar mais rapidamente do que o religador em uma condição de falta, levando à perda de coordenação religador-fusível. É feita uma discussão geral dos resultados, identificando os eventuais cuidados adicionais que devem ser considerados a fim de manter a coordenação e seletividade entre as proteções de um sistema de distribuição.
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Impacto dos harmônicos de tensão na temperatura e desempenho de motores elétricos classes IE2, IE3 E IE4.
(Universidade Federal do Pará, 2020-02-19) MUÑOZ TABORA, Jonathan; MATOS, Edson Ortiz de; http://lattes.cnpq.br/0241051151153034; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
A introdução de novas tecnologias, assim como a melhoria de materiais e processos, contribuiu para acelerar o crescimento da eficiência dos motores elétricos de indução (Induction Motors, IM). Atualmente no mercado é possível observar a disponibilidade de IM das classes de IE3 e IE4, bem como motores com menores eficiências, da mesma forma que propostas para IM classe IE5 estão sendo desenvolvidas. Esta dissertação visa mostrar o impacto dos harmônicos de tensão de 2ª, 3ª, 5ª e 7ª ordem, na temperatura e desempenho de motores elétricos classes IE2, IE3 e IE4, sendo o último um motor híbrido de imãs permanentes e gaiola de esquilo (Line Start Permanent Magnet Motor, LSPMM´s). As medições foram divididas em duas etapas, primeiro alimentando cada um dos motores com tensões sem distorção e logo inserindo cada um dos harmônicos de forma individual e combinada em porcentagens de 2% até atingir um 25%. Melhorias consideráveis em relação à temperatura e consumo são notáveis no caso do motor híbrido classe IE4, no entanto, este motor também apresentam desvantagens em sua resposta em comparação com as classes IE2 e IE3, principalmente na presença de harmônicos. Também é apresentado como a presença de harmônicos individuais nos motores elétricos, resulta na aparição de outras harmônicos, de acordo com a porcentagem de distorção presente. Finalmente e visando prever a variação da temperatura em relação à porcentagem de distorção, modelos que representassem esse comportamento foram criados, os quais representam estimações da variação da temperatura e a porcentagem de distorção inserida no motor.
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Implantação de uma middleware IoT escalável para aplicações de mobilidade elétrica multimodal.
(Universidade Federal do Pará, 2022-02-25) LOBATO, Elen Priscila de Souza; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813; ROSÁRIO, Dênis Lima do; http://lattes.cnpq.br/8273198217435163
Este trabalho irá apresentar a implementação da plataforma Dojot de forma escalável e customizada, como o middleware de Internet das Coisas (IoT, do inglês Internet of Things) de um Projeto Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) de Mobilidade Elétrica Multimodal na Região Amazônica. Foram implementados dois ambientes com a Dojot, sendo um ambiente de desenvolvimento com Docker Compose, em apenas uma máquina, e um ambiente de produção em um cluster Kubernetes, com uma máquina master, duas máquinas workers e um balanceador de carga. Como forma de verificar o consumo das métricas de CPU e memória, nos dois ambientes, foram realizadas simulações de vários dispositivos de mobilidade elétrica recebendo dados simultaneamente na Dojot. Dessa forma, observou-se que houve um menor consumo de CPU no ambiente de desenvolvimento, menor consumo de memória no ambiente de produção e o ambiente que melhor respondeu à questão da escalabilidade (com o aumento da quantidade de dispositivos recebendo dados) foi o de produção. Concluindo-se assim, que a implantação da Dojot no ambiente de produção, em um cluster Kubernetes, é mais vantajosa em relação a escalabilidade
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Mitigação de variações de tensão em uma indústria cervejeira usando banco de capacitores fixos e chaveados
(Universidade Federal do Pará, 2020-06-04) SILVA JÚNIOR, Luiz Cláudio Lobo da; VIEIRA, João Paulo Abreu; : http://lattes.cnpq.br/8188999223769913
Bancos de capacitores fixos são equipamentos tipicamente usados em indústrias para correção do fator de potência e/ou mitigação de subtensão nos seus circuitos de distribuição. No horário de carga pesada, banco de capacitores fixos exercem um papel importante na compensação de potência reativa de sistemas industriais. Por outro lado, no horário de carga leve, a injeção de potência reativa proveniente de bancos de capacitores pode causar sobretensão nos circuitos de distribuição da indústria. O problema da variação de tensão em uma instalação industrial pode afetar adversamente a vida útil de seus equipamentos. O uso combinado de bancos de capacitores fixos e chaveados é uma solução alternativa de mitigação do problema da variação de tensão em regime permanente em plantas industriais. Esta dissertação de mestrado propõe e investiga uma técnica para mitigar variações de tensão em regime permanente em circuitos de distribuição de baixa tensão de uma indústria cervejeira, localizada na cidade de Benevides-PA. O método proposto baseia-se na compensação de potência reativa fornecida por bancos de capacitores fixos e chaveados. Nos últimos anos, o problema da qualidade de tensão tem sido observado na indústria cervejeira mencionada acima, causando uma redução drástica na vida útil de seus equipamentos. Um conjunto de dados reais de medição da indústria cervejeira foi usado nas simulações de fluxo de carga de séries temporais, usando o software OpenDSS, para avaliar a técnica de mitigação proposta.
Acesso aberto (Open Access)
Previsão da irradiação solar utilizando método ensemble para seleção de atributos e algoritmos de aprendizado de máquina
(Universidade Federal do Pará, 2023-06-20) MEJIA, Edna Sofia Solano; AFFONSO, Carolina de Mattos; http://lattes.cnpq.br/2228901515752720
A previsão precisa da irradiação solar é essencial para a gestão eficaz de sistemas de energia com geração fotovoltaica significativa. Algoritmos de aprendizado de máquina, que utilizam dados históricos e padrões para fazer previsões, desempenham um papel crucial nessa tarefa. Um aspecto chave é o uso de modelos ensemble, que combinam as previsões de vários algoritmos para melhorar a precisão e confiabilidade das previsões. Neste estudo, modelos ensemble são utilizados para aprimorar o desempenho das previsões, agregando as previsões de diferentes algoritmos. Além disso, o trabalho propõe um método de seleção de atributos ensemble, que envolve identificar os parâmetros de entrada mais relevantes e suas observações passadas relacionadas. Essa abordagem tem como objetivo otimizar os atributos de entrada utilizados pelos algoritmos de aprendizado de máquina, garantindo que apenas as informações mais pertinentes sejam consideradas para previsões precisas de irradiação solar. Ao aproveitar as habilidades de múltiplos algoritmos e selecionar os atributos mais informativos, a abordagem ensemble oferece uma estrutura robusta para melhorar a precisão das previsões de irradiação solar. O desempenho de vários algoritmos de aprendizado de máquina, incluindo modelos ensemble, é comparado para previsão de irradiação solar em dias com diferentes padrões climáticos, utilizando entradas endógenas e exógenas. Os algoritmos considerados são AdaBoost, SVR, RF, XGBT, CatBoost, VOA e VOWA. A seleção de atributos ensemble proposta depende dos algoritmos RF, IM e Relief. A precisão da previsão é avaliada com base em várias medidas usando um banco de dados real da cidade de Salvador, Brasil. Diferentes previsões climáticas são consideradas: 1 hora, 2 horas, 3 horas, 6 horas, 9 horas e 12 horas com antecedência. Os resultados numéricos mostram que a seleção de atributos ensemble proposta melhora a precisão da previsão e que o modelo VOWA selecionado com os algoritmos de melhor desempenho apresenta previsões com maior precisão do que os outros algoritmos em diferentes horizontes de previsão. Esta pesquisa demonstra a eficácia dos modelos ensemble e as técnicas de seleção de atributos na melhoria da previsão de irradiância solar, fornecendo insights valiosos para a gestão eficiente de sistemas de energia.
Acesso aberto (Open Access)
Proteção de sistemas de carregamento de veículos elétricos contra descargas atmosféricas
(Universidade Federal do Pará, 2022-06-13) NARDI, Igor Rodrigues de; LEAL, Adônis Ferreira Raiol; http://lattes.cnpq.br/4099411616990036
À medida que os veículos elétricos e as energias renováveis se expandem, surge também a necessidade de investigar novos métodos de proteção contra raios para essas novas tecnologias. Esse trabalho tem como objetivo avaliar a performance de sistemas de carregamento de veículos elétricos frente às descargas atmosféricas durante seu regime transitório. Modelos de duas estações de carregamento, uma conectada à rede de energia CA e a outra desconectada, foram utilizados nas análises. Além disso, um modelo impulso de tensão proveniente de descargas atmosféricas foi usado. Os resultados deste trabalho demonstraram as alterações nas formas de onda de tensão na entrada e na saída dos circuitos, sendo possível avaliar quais pontos são mais vulneráveis, necessitando de maior proteção. Além disso, foi avaliado se dois eletropostos do Centro de Excelência em Eficiência Energética da Amazônia – CEAMAZON – estão adequadamente protegidos contra descargas atmosféricas. Para isso, tomou-se como base os estudos realizados na Ásia, Europa, além da norma brasileira. Constatou-se que, apesar do prédio do CEAMAZON possuir um SPDA adequado, os eletropostos podem estar susceptíveis a danos, sobretudo devido aos efeitos indiretos causados pela ocorrência de descargas atmosféricas nas proximidades dos eletropostos.
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Qualidade da energia elétrica de uma nanorrede de distribuição em corrente contínua sob diferentes condições operacionais
(Universidade Federal do Pará, 2023-02-13) FONSECA, Arthur Corrêa da; GALHARDO, Marcos André Barros; http://lattes.cnpq.br/6672470707462259
Este trabalho apresenta um estudo experimental da qualidade da energia elétrica em uma Nanorrede de Distribuição em Corrente Contínua (NDCC) implantada na área de testes do prédio do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE) da Universidade Federal do Pará (UFPA), campus Guamá, cidade de Belém-Pará. Os eventos de qualidade de energia são identificados por meio de ensaios realizados na NDCC e classificados com base na recomendação do IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) – Recommendation Practice for Monitoring Electric Power Quality - Std 1159, de 2019. Apresentam-se as características da NDCC e os bancos de cargas submetidos aos ensaios, utilizando cargas comerciais disponíveis no mercado, bem como a instrumentação utilizada para medições e aquisições de dados elétricos e ambientais. Entre os eventos de qualidade da energia elétrica identificados, avaliam-se as variações de longa duração, eventos transitórios durante o acionamento de conversores c.c.-c.c., elevações e afundamentos de tensão com o acionamento e saída de cargas e a presença de ondulações (ripple) na tensão ao longo da NDDC. Como estudo de caso adicional, avaliam-se ainda eventos de interrupção em uma NDCC localizada na Ilha das Onças, no município de Barcarena. Assim, diante dos ensaios e medições realizados, evidenciam-se eventos de qualidade de energia elétrica presentes na NDCC suprida por geradores fotovoltaicos e bancos de baterias dispersos, destacando-se a influência desses eventos em diferentes cargas conectadas ao longo da rede de distribuição e para diferentes condições operacionai
Acesso aberto (Open Access)
Utilização de métodos ativos na transformação de um prédio em um edifício de energia zero: estudo de caso da biblioteca central da Universidade Federal do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2020-05-06) ALBUQUERQUE, Bruno Santana de; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813
Este trabalho propõe uma avaliação energética da aplicação do conceito de Edifício de Energia Zero (EEZ) em um edifício universitário, por meio da utilização de métodos ativos, como os Sistema de Iluminação (SI), Sistemas de Geração Fotovoltaico (SF) e Sistema de Armazenamento (SA), e apresenta sua aplicação na forma de um estudo de caso. O objetivo deste estudo é analisar o balanço energético entre a carga da Biblioteca Central da UFPA, a implementação do SI, o SF, o sistema de distribuição e o SA, visando a autonomia energética da carga. Os resultados se apresentaram satisfatórios para os diferentes cenários criados pela variação da carga, de acordo com o calendário da universidade, e pela intermitência da geração fotovoltaica, devido à variação da fonte solar. A implantação do SI proposto reduziu em 44% o consumo da edificação. O uso do sistema fotovoltaico permitiu gerar o suficiente para suprir maior parte da carga do edifício, porém apenas 53% dessa energia seria capaz de beneficiar o edifício, pois o excedente gerado foi utilizado para o atendimento de outras cargas da universidade. Entretanto, a integração do SA permitiu que a edificação se beneficiasse de 77% da energia gerada. Dessa forma, os sistemas propostos proporcionam o conceito de EEZ para a edificação em estudo.Este trabalho propõe uma avaliação energética da aplicação do conceito de Edifício de Energia Zero (EEZ) em um edifício universitário, por meio da utilização de métodos ativos, como os Sistema de Iluminação (SI), Sistemas de Geração Fotovoltaico (SF) e Sistema de Armazenamento (SA), e apresenta sua aplicação na forma de um estudo de caso. O objetivo deste estudo é analisar o balanço energético entre a carga da Biblioteca Central da UFPA, a implementação do SI, o SF, o sistema de distribuição e o SA, visando a autonomia energética da carga. Os resultados se apresentaram satisfatórios para os diferentes cenários criados pela variação da carga, de acordo com o calendário da universidade, e pela intermitência da geração fotovoltaica, devido à variação da fonte solar. A implantação do SI proposto reduziu em 44% o consumo da edificação. O uso do sistema fotovoltaico permitiu gerar o suficiente para suprir maior parte da carga do edifício, porém apenas 53% dessa energia seria capaz de beneficiar o edifício, pois o excedente gerado foi utilizado para o atendimento de outras cargas da universidade. Entretanto, a integração do SA permitiu que a edificação se beneficiasse de 77% da energia gerada. Dessa forma, os sistemas propostos proporcionam o conceito de EEZ para a edificação em estudo.Este trabalho propõe uma avaliação energética da aplicação do conceito de Edifício de Energia Zero (EEZ) em um edifício universitário, por meio da utilização de métodos ativos, como os Sistema de Iluminação (SI), Sistemas de Geração Fotovoltaico (SF) e Sistema de Armazenamento (SA), e apresenta sua aplicação na forma de um estudo de caso. O objetivo deste estudo é analisar o balanço energético entre a carga da Biblioteca Central da UFPA, a implementação do SI, o SF, o sistema de distribuição e o SA, visando a autonomia energética da carga. Os resultados se apresentaram satisfatórios para os diferentes cenários criados pela variação da carga, de acordo com o calendário da universidade, e pela intermitência da geração fotovoltaica, devido à variação da fonte solar. A implantação do SI proposto reduziu em 44% o consumo da edificação. O uso do sistema fotovoltaico permitiu gerar o suficiente para suprir maior parte da carga do edifício, porém apenas 53% dessa energia seria capaz de beneficiar o edifício, pois o excedente gerado foi utilizado para o atendimento de outras cargas da universidade. Entretanto, a integração do SA permitiu que a edificação se beneficiasse de 77% da energia gerada. Dessa forma, os sistemas propostos proporcionam o conceito de EEZ para a edificação em estudo.

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