Este trabalho é relacionado ao projeto de pesquisa ``Otimização da Operação de Usinas Hidrelétricas Através da Minimização das Perdas no Processo de Geração'' realizado no âmbito do P\&D ANEEL, desenvolvido pela UNIFEI (Universidade Federal de Itajubá) em parceria com a empresa Jirau Energia - concessionária da Usina Hidrelétrica de Jirau, e apresenta uma metodologia inovadora para otimização do despacho de energia em usinas hidrelétricas (UHE). Logo, o estudo é particularmente centrado na UHE Jirau, uma das maiores do Brasil, instalada na bacia do rio Madeira.
O principal objetivo desta pesquisa é desenvolver e implementar uma abordagem eficaz que integre os Processos Decisórios de Markov (MDP) e a Otimização por Enxame de Partículas (PSO) para otimizar o despacho de energia, minimizando as perdas e maximizando o rendimento das unidades geradoras (UGs). A necessidade dessa abordagem é enfatizada pela complexidade inerente à gestão de múltiplas unidades geradoras e das perdas de cargas causadas pelo acúmulo de sedimento em suas tomadas d'água.
A metodologia proposta é dividida em várias fases, começando com a modelagem das características operacionais das unidades geradoras e o desenvolvimento de uma função objetivo que contempla a maximização da eficiência energética e consequente minimização do consumo de água. A integração dos MDPs permite a tomada de decisões em tempo real, considerando múltiplos cenários e estados operacionais das unidades, enquanto a PSO é utilizada para explorar as soluções ótimas em um espaço de busca ampliado, garantindo assim a obtenção de uma solução globalmente ótima.
Os resultados parciais demonstram que a aplicação da metodologia proposta é viável, possibilitando aumento na eficiência das operações da UHE Jirau. Comparando com os dados históricos e os métodos de despacho tradicionais, observou-se uma redução da vazão turbinada, acompanhada de incrementos na potência despachada e rendimento global obtido para a planta. A análise dos resultados também sugere que a estratégia desenvolvida é robusta e adaptável a diferentes condições operacionais, provendo um framework confiável para o despacho ótimo de energia.
O trabalho não apenas atende às necessidades específicas da UHE Jirau, mas também pode contribuir significativamente para a área de conhecimento da engenharia elétrica, com potenciais aplicações em outras usinas hidrelétricas que enfrentam desafios similares. Além disso, os avanços metodológicos e as soluções desenvolvidas promovem o uso eficiente de recursos naturais, alinhando-se com os objetivos de sustentabilidade e eficiência energética.

A atual transição energética combinada com a modernização dos sistemas de energia tem proporcionado transformações significativas no sistema de potência. Nesse sentido, é preciso lidar com as novas vulnerabilidades e ataques cibernéticos que surgem com o avanço dos sistemas cyber-físicos de potência. Ciente dessa perspectiva e da gravidade dos desafios contínuos enfrentados pela indústria devido aos ataques cibernéticos, este trabalho fornece um levantamento abrangente da literatura sobre segurança cibernética em sistemas de energia cyber-físicos.

A eletrificação do transporte também faz parte desta transição e modernização do sistema elétrico. Nesta perspectiva, a capacitação de microrredes (MGs) para atingir a eletrificação do transporte sustentável torna-se um importante objeto de estudo no meio acadêmico e nas concessionárias de energia. Portanto, este trabalho apresenta uma metodologia abrangente para adequação de recursos e resiliência da rede considerando três cenários reais de eletrificação do transporte. Esta pesquisa apresenta uma metodologia de dois estágios para o projeto de microrredes residenciais, enfatizando o impacto da eletrificação do transporte na adequação dos recursos e introduzindo uma estratégia de controle inovadora. O estágio inicial usa sistemas de controle tradicionais e avançados para avaliar os efeitos da penetração de veículos elétricos (EV). A segunda etapa propõe um novo sistema de controle que utiliza unidades de medição de fasor distribuídas (D-PMU) e fontes de energia móveis (MES) para melhorar a adequação dos recursos na eletrificação do transporte. Dados reais de Seattle, WA, EUA, são usados nos estudos de caso desenvolvidos, permitindo avaliações abrangentes e capacitando as concessionárias a garantir operações confiáveis em meio aos desafios da eletrificação do transporte impostos à adequação dos recursos.

Por fim, este trabalho apresenta duas propostas para extender a tese. A primeira proposta se concentra na detecção de ataques cibernéticos usando harmônicos de rede, enquanto a segunda proposta inclui um cenário em que os veículos elétricos são carregados enquanto viajam na estrada.

Os custos provenientes de falhas de equipamentos elétricos e da indisponibilidade de fornecimento de energia tem impactos diretos sobre o resultado operacional das concessionárias e, portanto, melhorar a confiabilidade do fornecimento de energia elétrica é uma das razões técnicas para a realização de investimentos no sistema elétrico. Investimentos em sistemas de medição e monitoramento permitem realizar o diagnóstico mais assertivo da isolação de equipamentos e são essenciais para melhorar os protocolos de manutenção baseados na condição do equipamento, e assim aumentar a confiabilidade e reduzir a ocorrência de falhas. Neste contexto, o diagnóstico da qualidade da isolação de equipamentos por meio da medição de descargas parciais (DP) é um recurso valioso e que tem sido amplamente empregado. Entretanto, existem dificuldades em analisar os sinais medidos, pois durante medições de DP é comum, que mais de um fenômeno ocorra simultaneamente, sejam eles ruídos ou múltiplas fontes de descargas parcial, prejudicando a análise e a posterior classificação dos fenômenos encontrados. Para contribuir com a resolução deste problema, foi desenvolvida uma solução de custo adequado, que permita realizar assertivamente a medição, separação e classificação dos tipos básicos de descargas: descargas tipo corona, superficial e interna. A solução proposta é composta por um hardware integrado a um software e conta com um hardware digitalizador adequado para medições e que possui flexibilidade para ser utilizado com o método convencional (IEC 60270) e métodos não-convencionais. O software permite o controle das configurações de medição com a aplicação de técnicas de mitigação de ruído e extração de pulsos de DP, além de permitir separação dos fenômenos medidos em diferentes padrões PRPD (Phase Resolved Partial Discharges) com um mapa de Tempo-Frequência (T-F Map). Por último, o software possui um mecanismo de identificação baseado em Aprendizado de Máquinas (Machine Learning) conhecida como Sistema de Inferência Fuzzy. A validação das medições foi realizada em um motor de indução trifásico e com um simulador de DP, com seus resultados comparados com um sistema comercial. A separação de descargas parciais foi avaliada com os pulsos de DP medidos no estator de um gerador e medições de fontes de descargas parciais simultâneas fornecidas pelo simulador. Finalmente, o mecanismo de identificação foi validado com o simulador de DP para as descargas parciais tipo corona, superficial e interna. Os resultados obtidos indicam que a solução proposta foi capaz de medir adequadamente os sinais de descargas parciais, produzindo padrões PRPD equivalentes aos obtidos com o sistema comercial. A separação com o T-F Map, apesar de ter limitações, teve desempenho satisfatório e conseguiu separar os fenômenos sobrepostos e o mecanismo de identificação conseguiu identificar e classificar os três tipos básicos de DP com robustez e acurácia em torno de 95%.

A transferência de energia elétrica, desde a geração até os consumidores finais, é realizada através de um sistema ao qual se denomina Sistema Elétrico de Potência (SEP), o qual deve ter qualidade, confiabilidade e apresentar um baixo número de interrupções, curta duração do tempo sem energia e um rápido reestabelecimento no atendimento aos seus clientes.
No que diz respeito à proteção, as Linhas de Transmissão (LT) são protegidas através de IEDs (Intelligent Electronic Devices), contendo a função ANSI 21 (distância), muitas vezes com redundância a fim de se obter maior confiabilidade na detecção e classificação das faltas e, consequentemente, na operação imediata de desligamento do trecho defeituoso.
Esta dissertação de mestrado se propõe a fazer uma análise dos fatores que impactam na correta medição do relé 21, para faltas monofásicas em linhas de circuitos duplos, considerando principalmente a influência do acoplamento mútuo de sequência zero das linhas paralelas. Tal trabalho foi conduzido, primeiramente, avaliando os diversos documentos existentes na literatura, aos quais falam sobre os problemas teóricos envolvidos na correta medição do relé 21, em relação ao local do defeito. Em segundo lugar, foi utilizado o Matlab para cálculo dos erros teóricos para, em seguida, realizar simulações em uma plataforma de tempo real, no caso um Simulador Digital em Tempo Real (RTDS).
O sistema considerado no Matlab e modelado no RTDS contém uma LT de 440 kV em circuito duplo (operando em paralelo), algumas vezes com um destes circuito desligado e aterrado, assim como duas fontes de alimentação nas extremidades. Entretanto, um elemento de distância sofre influência de diversos fatores, tais como: resistência de falta, infeed remoto, resistividade do solo, carregamento da linha, acoplamento mútuo de sequência zero existente em circuitos duplos que, em tese, poderiam ser minimizados utilizando-se corretas parametrizações da função 21, incluindo correntes compensadas para o caso de faltas à terra.
O sistema mencionado foi modelado no simulador digital em tempo real (RTDS), incluindo os relés de proteção 21 virtuais em cada um dos circuitos da linha paralela, com o objetivo de analisar os resultados de simulações no que tange às suas medições das impedâncias durante faltas fase-terra em diferentes posições ao longo de um dos circuitos, considerando ainda diferentes valores de resistências de falta, tendo ou não um fator de compensação de mútua de sequência zero ajustados nos relés. Os valores obtidos são comparados qualitativamente com resultados teóricos calculados via rotina no MatLab e apresentados em forma de tabelas e por gráficos diversos.

Este trabalho apresenta a implementação de um modelo clássico dinâmico de máquinas nos domínios complexos. Para isso, serão consideradas as equações de estado de 𝛿 e 𝜔. Desta forma, o algoritmo é derivado no plano complexo. Além disso, este trabalho compara o desempenho usando este modelo clássico no plano complexo com o mesmo modelo formulado no domínio real. Os sistemas de teste avaliados são os sistemas elétricos IEEE-9 e IEEE-39. E será usado para validar ambos os resultados nos planos reais e complexos, um programa brasileiro muito conhecido chamado ORGANON. A análise dos resultados obtidos, no SIMULINK, demonstra a vantagem computacional do modelo no plano complexo. Tal vantagem aumenta à medida que o tamanho do sistema aumenta.

Este trabalho aplica um método de inteligência artificial em um dispositivo de transmissão de dados visando realizar o processamento de borda no reconhecimento dos dígitos de hidrômetros. A implementação prática foi realizada em dois diferentes transmissores de baixo consumo de energia, NBIoT e LoRa. Foram analisadas a eficiência de transmissão, a taxa de erros e o consumo de energia dos dispositivos, avaliando, assim, a viabilidade de soluções de baixo consumo em aplicações de processamento de borda.
Foram realizadas 387 medições de reconhecimento de imagem e processamento de borda com transmissão via NBIoT, e 241 medições com LoRa. Os resultados do processamento de borda, obtidos a partir do treinamento de uma rede neural desenvolvida neste trabalho, apresentaram um erro médio de 0,289 e uma acurácia de 93,52\%, indicando uma alta confiabilidade na identificação dos valores numéricos do hidrômetro.
A transmissão de dados via NBIoT mostrou baixas perdas de pacotes (4,65\%), enquanto a transmissão com LoRa não apresentou nenhuma perda, demonstrando alta precisão nos pacotes de transmissão. A aplicação de processamento de borda com bateria e transmissores de baixo consumo mostrou-se promissora para uso em hidrômetros com medições diárias, estimando uma autonomia de 623 dias para aplicações com LoRa e 631 dias para o NBIoT. Assim, comprova-se a viabilidade de soluções de baixo consumo em aplicações de processamento de borda.

Acesso à eletricidade é vital para o desenvolvimento de qualquer país, estado ou região
do ponto de vista econômico, industrial e social. Objetivo desta dissertação é realizar o
planejamento eletroenergético da Guiné-Bissau a partir dos potenciais benefícios do
projeto OMVG (Organização para Valorização do Rio Gâmbia), integrando o sistema de
potência com o energético para a produção de hidrogênio verde, visando a ampliação de
carga e a diminuição da dificuldade de acesso a eletricidade por parte da população.
Planejamento eletroenergético é um portifólio de cada país que estuda o seu sistema
energético no todo, incluindo sua matriz energética e elétrica O sistema OMVG é
composto por 17 subestações (barras), duas de gerações e 15 de cargas mais uma barra
adicional da usina fotovoltaica para P2G2P, totalizando assim 18 barras estudadas neste
trabalho. Foram simulados três patamares de cargas para a rede da OMVG: pesada, média
e leve, agrupadas em duas análises para a confiabilidade do sistema: Análise de
contingência estática (regime permanente) e da dinâmica (domínio do tempo) que por sua
vez, inserem dentro do critério de segurança N-1 que consiste na perda de um elemento
da rede sem corte de carga e sem prejuízos aos outros equipamentos. Essas analisadas
permitiram identificar situações críticas e não críticas nas linhas e barras da rede através
de comportamento de tensões e frequências durante as contingências. A Guiné-Bissau
possui 4 barras mais uma da usina fotovoltaica conectada na subestação de Bissau,
totalizando 5 barras. Um dos problemas enfrentados pelo país é acesso à eletricidade. A
OMVG lhe proporcionou condições, dando-lhe a geração externa e permitindo a criação
de carga interna a partir de integração do seu sistema energético por meio de linhas de
transmissão. O sistema de transmissão objetiva através de linhas escoar a energia gerada
na usina e transportá-la até centros de distribuição para atender o consumidor final.
Espera-se a partir da OMVG que a Guiné-Bissau consiga resolver o seu problema de
acesso à eletricidade. No contexto de transição energética e na mitigação do efeito estufa,
P2G2P (Energia para gás, para Energia), é importante na produção e armazenamento de
hidrogênio verde para fins energéticos, as 6 ilhas destinadas para P2G2P receberão 90kg
diário da produção de hidrogênio verde para o seu abastecimento, suprindo assim uma
região de grande polo de atração econômica e turística.

O conceito de eficiência energética no Brasil já é antigo e vem sendo discutido e aplicado há um bom tempo. No entanto, foram nos últimos anos que esse tema ganhou notoriedade. A energia elétrica é necessária em todos os aspectos da vida, ela está mais presente à medida que a sociedade se desenvolve. O uso da eletricidade de forma eficiente é fundamental para o desenvolvimento da economia e a competição entre os países garantindo o desenvolvimento sustentável do setor elétrico. O objetivo desse estudo é avaliar como a eficiência energética impacta a implantação de um sistema fotovoltaico conectado à rede (On Grid), na modalidade autoconsumo remoto de auto compensação, para a redução do consumo de energia elétrica de uma unidade consumidora comercial de baixa tensão, localizada na cidade de Itajubá. Todas as análises são feitas baseando-se na média anual de consumo de energia, utilizando a conta de energia fornecida pela CEMIG. Também é feita a análise da área e local de instalação da microusina solar e a sua viabilidade econômica. As simulações são realizadas utilizado o Software PvSyst para dimensionamento do sistema fotovoltaico.  Conclui-se com o estudo que a combinação de eficiência energética e geração de energia por meio de sistemas fotovoltaicos representam uma solução viável e vantajosa tanto do ponto de vista econômico quanto ambiental. A substituição de equipamentos ineficientes, juntamente com a manutenção adequada e o uso de fontes renováveis, não apenas reduz custos, mas também contribui para a sustentabilidade do setor elétrico e para o desenvolvimento sustentável do estabelecimento analisado.

Um grande número de equipamentos de sistemas elétricos em todo o mundo tem mais de 30 anos de operação. A substituição de ativos do sistema elétrico envolve investimentos elevados. Por outro lado, a falha destes equipamentos provoca um elevado impacto econômico. A estimativa de vida útil de equipamentos de alta tensão é uma informação importante para se determinar o melhor momento para a substituição. Embora o transformador de corrente seja um componente essencial no sistema elétrico de potência e sua falha possa acarretar graves consequências, não existem ensaios de envelhecimento acelerado para este equipamento prescritos por normas técnicas. A estimativa de vida útil desses equipamentos geralmente é feita com base na experiência de campo, o que não pode ser feito para novos modelos e/ou novos fabricantes. Neste trabalho são apresentados e discutidos resultados experimentais de ensaios de vida realizados em modelos reduzidos, representando transformadores de corrente de alta tensão com isolamento de papel impregnado com óleo. A análise baseia-se na aplicação de um modelo multi-estresse, que combina a regra de Montsinger e a Lei da Potência Inversa. A abordagem proposta considera a existência de valores limites para estresses elétricos e térmicos, abaixo dos quais a degradação elétrica e térmica é desprezível. Uma ordem de grandeza para o valor limite de estresse elétrico (E0) e para o expoente de envelhecimento elétrico (n) é obtida a partir da aplicação dos resultados do ensaio realizado ao modelo utilizado nesta investigação. O escopo da investigação inclui diversos ensaios diagnósticos que são realizados após interrupções do ensaio de longa duração. Os ensaios de diagnóstico incluem algumas medições clássicas de alta tensão em frequência industrial, ensaios em amostras de óleo e, finalmente, resposta em frequência dielétrica (DFR), uma das mais recentes técnicas de diagnóstico de isolamento. A aplicação do modelo termoelétrico multi-estresse aos resultados indica que a vida útil estimada para as amostras sob ensaio é de cerca de 50 anos, que o expoente relacionado ao estresse elétrico n está na faixa de 1,3-3 e que o valor limiar de estresse elétrico E0 está na faixa de 1,17 a 1,21 p.u. Os resultados dos ensaios de diagnóstico realizados no âmbito desta investigação revelaram a variação relevante de vários parâmetros ao longo do ensaio de envelhecimento e, combinados com os resultados obtidos na autópsia das amostras de ensaio falhadas, indicaram uma falha dielétrica causada pela ação combinada dos estresses elétrico e térmico. As variações destes parâmetros são de grande valia para avaliar as condições de degradação da isolação ao longo de sua vida útil. A análise cruzada de diversos ensaios diagnósticos é recomendada para a tomada de decisão quanto à substituição de equipamentos em serviço.

A implantação de sistemas de geração distribuída (GD) renováveis e de armazenamento de energia (SAE) tem aumentado continuamente em vários países devido a avanços técnicos e econômicos e à implementação de políticas de incentivos. No Brasil, a implantação da GD on-grid sob regime de compensação teve início em 2012, quando foi publicada a primeira regulamentação específica (Resolução Normativa - REN 482). A REN 482 implementou a política de net metering para aumentar a capacidade instalada da GD, uma vez que tal política é altamente benéfica para os prossumidores. Contudo, a capacidade instalada da GD aumentou substancialmente, fazendo com que os tomadores de decisão repensassem o marco regulatório e buscassem uma solução mais equilibrada por meio da Lei Ordinária 14.300/2022 (LO). Nesse contexto, fica claro que os aspectos regulatórios estão em destaque no Brasil, dada a sua importância para a sociedade e a necessidade de mudanças. No entanto, faltam modelos regulamentares robustos e holísticos que possam ser utilizados para implementar quadros regulamentares eficientes. Assim, as análises são tipicamente empíricas. Neste contexto, esta tese preenche uma lacuna essencial de pesquisa ao desenvolver modelos regulatórios de ponta. Primeiro, adapta o modelo tarifa otimizada - TAROT (modelo socioeconômico do mercado elétrico regulado) e o modelo de difusão de Bass - BDM (modelo de previsão de integração tecnológica) ao contexto de GD e SAE para avaliar as consequências do aumento dos níveis de penetração no mercado. Em segundo lugar, utiliza o TAROT, o BDM e a Avaliação do Ciclo de Vida - ACV (técnica de análise de impacto ambiental) para analisar holisticamente os impactos da LO, levando em consideração indicadores socioeconômicos e ambientais. Terceiro, combina TAROT, BDM e LCA em uma abordagem de otimização multiobjetivo (MOO) para obter estruturas regulatórias holísticas e ótimas para GD. As soluções ótimas são comparadas com a LO para avaliar se a lei alcançou um trade-off satisfatório. Em quarto lugar, amplia o modelo proposto ao assumir a coexistência entre mercados convencionais e Mercados Comunitários (CBMs), definidos como grupos de membros que partilham interesses comuns, como o comércio de electricidade de GD. Por último, introduz um problema de otimização de dois níveis baseado em cenários para consideração do aspecto locacional aleatório dos sistemas de GD. Os resultados demonstram que a LO tem sucesso na mitigação dos aumentos tarifários e na redução da desigualdade social. Por outro lado, há implicações negativas para os negócios da GD, para o bem-estar gerado pelo mercado e para o meio ambiente, uma vez que perdas de bem-estar socioeconômico de 2,12 bilhões de R$/ano ou 0,42 bilhões de US$/ano, e emissões de 0,35 Mt CO2-eq/ano são estimadas no total para as 35 áreas de concessão analisadas. A abordagem MOO indica que a LO é uma solução dominada ou não ótima, uma vez que não está localizada nas fronteiras de Pareto. Assim, embora no Brasil sejam necessárias reduções na compensação pela eletricidade injetada na rede, a LO definiu a compensação empiricamente, sem a aplicação de métodos bem definidos, implicando em uma solução subótima. Assumindo os pontos de joelho Euclidianos, as soluções ótimas implicaram benefícios de cerca de 24% em termos de modicidade tarifária, com pequenas perdas de cerca de 6% em termos de bem-estar socioeconômico e potencial de aquecimento global. Além disso, pode-se concluir que os CBMs podem ser significativamente benéficos na mitigação da pobreza energética no Brasil, já que foram estimados benefícios de cerca de 1,4% assumindo todo o mercado regulado, ou 16,5% assumindo apenas os participantes dos CBMs. Contudo, tais benefícios só ocorreriam se os consumidores de baixa renda pudessem participar dos CBMs. Por último, o problema de dois níveis demonstra a importância de assumir as incertezas associadas à integração da GD.

As estratégias de controle secundário centralizado para microrredes (MR) são amplamente utilizadas devido à sua facilidade de controle e coordenação com recursos distribuídos. Contudo, a confiabilidade dessas estratégias é amplamente influenciada pelo sistema de comunicação. Para resolver os problemas de confiabilidade associados ao controle centralizado, este trabalho propõe uma nova Estrutura de Controle Secundário Unificado (USCS). O USCS garante a regulação da tensão e frequência da MR mesmo durante falhas de comunicação ou controle. Durante a operação normal, o USCS opera exclusivamente utilizando a estratégia de controle centralizado, garantindo a coordenação com recursos distribuídos. Em caso de falha do sistema de comunicação ou controle centralizado, o USCS muda para a estratégia de controle descentralizado como backup, garantindo a regulação de tensão e frequência. Para facilitar a regulação de tensão do USCS, é proposta uma nova estratégia de regulação de tensão descentralizada. Esta estratégia de controle de tensão é baseada em estimativa de estado e sistemas equivalentes. O USCS proposto e a estratégia de tensão descentralizada são implementados e testados em uma MR benchmark baseada na rede residencial europeia CIGRE no Matlab/Simulink. Os resultados demonstram que a estratégia de tensão descentralizada pode regular eficazmente a tensão da MR, e o USCS garante a regulação de tensão e frequência mesmo durante falhas, com uma transição suave entre os modos de controle mesmo durante atrasos de comunicação. Além disso, um ambiente hardware-in-the-loop é empregado para testar o USCS proposto, onde o controle centralizado é construído em um controlador digital em tempo real, e a MR, controles do conversor e controles descentralizados são implementados no Real Time Digital Simulator (RTDS). Os resultados mostram que a estrutura de controle proposta pode garantir a regulação mesmo durante falhas e restaurar a operação regular após a falha. Embora os resultados sejam satisfatórios, é necessário o desenvolvimento de uma nova estratégia de ajuste de ganhos para as estratégias que operam no USCS.

A matriz elétrica brasileira é caracterizada pela participação majoritária da fonte hidráulica em sua composição. Os agentes que comercializam energia no mercado livre tomam decisões considerando, entre outros fatores, as condições hidrológicas futuras do Sistema Interligado Nacional (SIN), o impacto dessas condições na expectativa de comportamento futuro do Preço de Liquidação das Diferenças (PLD) (preço spot da energia), bem como o comportamento dos preços efetivamente negociados no mercado, que é sintetizado pela Curva Forward de preços. No curto prazo, os estudos de prospecção de PLD são realizados utilizando as vazões previstas por um modelo do tipo chuva-vazão, que é alimentado com a precipitação gerada por modelos numéricos de previsão de tempo. No médio prazo, a estratégia dos agentes varia. Alguns utilizam cenários baseados em séries históricas de vazão, enquanto outros utilizam os resultados da combinação entre um chuva-vazão com um conjunto de séries históricas de precipitação ou com as previsões de modelos climáticos. Já no caso da Curva Forward de preços, o usual é consultar o estado presente da curva, existindo ainda poucos trabalhos voltados para a elaboração de prospectivos dessa série temporal específica.
Diante do exposto e da necessidade de continuar aperfeiçoando o processo de previsão de variáveis importantes para a tomada de decisões comerciais, o objetivo desta tese de doutorado é desenvolver metodologias para previsão de variáveis hidrológicas (vazão e chuva) e do preço formado pelos agentes no mercado livre (Curva Forward de preços), bem como contribuir para o estreitamento da relação entre os setores acadêmico e empresarial através da proposição de soluções, na forma de produtos, para problemas reais do mercado livre de energia brasileiro.
O primeiro produto proposto é voltado para o curto prazo e consiste em um novo framework baseado em Bayesian Model Averaging (BMA) para a previsão das vazões afluentes aos aproveitamentos do SIN. BMA é um método estatístico que combina modelos utilizando distribuições de probabilidade a posteriori. Previsões de vazão para 11 dias à frente são produzidas ponderando os membros de um Multi-model Ensemble (MME) de modelos hidrológicos chuva-vazão. Os pesos são dinâmicos, recalculados periodicamente com dados recentes. A seleção de membros com bom desempenho, utilizando o princípio de Occam's Razor, melhora a performance do MME. Testado em 139 aproveitamentos entre 2019 e 2020, o método realizou previsões com performance superior às dos modelos individuais, especialmente nas regiões Sul, Centro-Oeste e Sudeste nos primeiros dias do horizonte de previsão.
O segundo produto foca no médio prazo e aprimora as previsões sazonais de precipitação no Brasil. Ele explora o desenvolvimento de modelos híbridos preditivos usando Multivariable Linear Regression (MLR) e Support Vector Machine (SVM), considerando preditores baseados em índices climáticos, análise de precipitação do Climate Prediction Center (CPC) e previsões do Seasonal Forecast System 5 (SEAS5). Validados de janeiro de 2017 a dezembro de 2020, os modelos MLR e SVM geraram previsões com maior acurácia e menor viés que o SEAS5, especialmente no Sudeste, Centro-Oeste e Norte durante o trimestre DJF, com o modelo SVM apresentando melhor desempenho geral.
O terceiro produto, por sua vez, explora a aplicação de redes neurais artificias para a previsão da Curva Forward de preços da energia convencional no mercado livre brasileiro. Foram avaliadas redes Recorrente (RNN), Long Short-Term Memory (LSTM) e Gated Recurrent Unit (GRU) uni- e bidirecionais, além da clássica Multi-Layer Perceptron (MLP), considerando variações na arquitetura e nos preditores exógenos considerados, tais como energia natural afluente, carga, armazenamento de energia e PLD. Dentre as redes avaliadas, a GRU apresentou melhor desempenho preditivo, enquanto a LSTM se destacou em termos de retorno financeiro acumulado em um experimento no qual um agente comercializador pratica trading direcional.

Esta tese apresenta uma estrutura técnico-econômica estocástica abrangente (STEF-H2V) para avaliar projetos de hidrogênio verde sob condições de incerteza e risco. O hidrogênio verde, produzido por eletrólise de água alimentada por energia renovável, é uma solução promissora para descarbonizar vários setores. A viabilidade econômica dos investimentos em hidrogênio verde é influenciada por incertezas e riscos relacionados ao meio ambiente, desempenho tecnológico, parâmetros financeiros e dinâmica de mercado. Esta pesquisa aborda esses desafios desenvolvendo e aplicando uma estrutura técnico-econômica estocástica robusta (STEF-H2V) que integra técnicas de modelagem estocástica e medidas avançadas de risco financeiro. O cerne desta tese é o desenvolvimento do STEF-H2V, uma estrutura que emprega simulações de Monte Carlo para criar uma gama de resultados para os principais parâmetros financeiros e operacionais. Esta abordagem estocástica captura as incertezas inerentes aos projetos de hidrogênio verde, fornecendo uma avaliação mais realista e robusta do que métodos determinísticos. A estrutura incorpora medidas de risco financeiro, como Valor em Risco (VaR) e índice Ômega, para quantificar perdas financeiras potenciais e dar suporte a uma melhor gestão de risco. A estrutura da estrutura inclui procedimentos metodológicos, coleta de dados e técnicas de análise de investimento. A aplicação da estrutura a um estudo de caso de geração distribuída de hidrogênio verde mostra sua utilidade prática. A análise determinística fornece uma compreensão básica, enquanto a análise estocástica revela o espectro de resultados, destacando a importância de considerar a variabilidade nos parâmetros financeiros e operacionais. A análise de risco VaR mostra como perdas financeiras potenciais podem ser quantificadas e mitigadas, oferecendo uma imagem mais clara do perfil de risco do projeto. Uma exploração mais aprofundada da lacuna na análise técnico-econômica para investimentos em hidrogênio verde por meio da integração da gestão de risco financeiro enfatiza a relevância de uma abordagem holística, incluindo avaliações detalhadas de CAPEX, OPEX e fluxos de receita. A incorporação de medidas de risco financeiro leva a uma avaliação de viabilidade do projeto mais realista, com análise de sensibilidade identificando os principais impulsionadores, como preços de eletricidade e eficiência tecnológica. A eficácia da estrutura sob condições variáveis de variabilidade e incerteza na geração de hidrogênio também é avaliada. Isso mostra como as flutuações nas principais variáveis impactam a viabilidade do projeto, mostrando que a estrutura estocástica captura efetivamente a gama de resultados. A necessidade de abordagens de modelagem dinâmica para se ajustar às condições de mudança e fornecer previsões mais robustas é reforçada. As principais descobertas desta pesquisa indicam que os projetos de hidrogênio verde podem atingir viabilidade econômica sob condições favoráveis, apesar dos altos custos iniciais e incertezas tecnológicas. Políticas de apoio e mecanismos de mercado são cruciais para reduzir riscos financeiros e incentivar o investimento. A integração de medidas de risco avançadas e técnicas de modelagem estocástica fornece uma visão abrangente do cenário financeiro, permitindo melhor gerenciamento de risco e tomada de decisão. Este documento avança o campo de análise de investimento em hidrogênio verde ao fornecer uma estrutura detalhada e adaptável para avaliar projetos sob condições de incerteza e risco. Ao abordar as limitações das abordagens tradicionais e incorporar técnicas avançadas de gerenciamento de risco, o STEF-H2V aprimora a robustez e a confiabilidade das avaliações técnico-econômicas, apoiando o crescimento sustentável do setor de hidrogênio verde.

Num projeto de Ciência de Dados, é essencial determinar a relevância dos dados e identificar padrões que contribuam para a tomada de decisões com base no conhecimento específico do domínio. Além disso, uma definição clara das metodologias e a criação de documentação para orientar o desenvolvimento de um projeto desde o início até a conclusão são elementos essenciais. Este estudo apresenta um modelo de Ciência de Dados projetado para orientar o processo, abrangendo desde a coleta de dados até o treinamento com o objetivo de facilitar a descoberta de conhecimento. Motivado por deficiências em metodologias existentes de Ciência de Dados, especialmente a falta de orientação prática passo a passo sobre como preparar os dados para alcançar a fase de produção. Chamado de “Ciclo de Refinamento de Dados com a Teoria de Conjuntos Aproximados (CRD–TCA)”, o modelo proposto foi desenvolvido com base nas necessidades emergentes de um projeto de Ciência de Dados com o objetivo de auxiliar profissionais de saúde no diagnóstico de intoxicação por agrotóxicos entre trabalhadores rurais. O conjunto de dados usado neste projeto resultou de uma pesquisa científica na qual foram coletadas 1027 amostras, contendo dados relacionados a biomarcadores de toxicidade e análises clínicas. Alcançamos uma precisão de 99,61% com apenas 27 regras para determinar o diagnóstico. Os resultados otimizaram práticas de saúde e melhoraram a qualidade de vida em áreas rurais. Os resultados do projeto demonstraram o sucesso do modelo proposto.

Nesta pesquisa, a operação do sistema de energia elétrica suscetível à instabilidade de tensão, abrangendo sistemas de distribuição, como microrredes inteligentes que operam em modo conectado e ilhado, destaca o estudo em prol da otimização de sistemas compostos mistos com redes ativas.
Especificamente, as oscilações destacadas em transitórios eletromagnéticos relacionados à conexão e sincronização da microrrede em que a operação do gerador síncrono virtual é impactada por oscilações de tensão, frequência e capacidade de fornecimento, em que a estabilidade do primeiro balanço é experimentada no sistema em mudanças perceptíveis, com características de tornar o sistema instável ou retornar a um estado de estabilidade. Em relação à ativação de cargas consumidoras compostas por dispositivos que aumentam a possibilidade de oscilações devido a transitórios, observa-se que, ao conectar a carga, composta por carregadores rápidos de veículos elétricos na microrrede, aumenta as cargas elétricas e reduz a estabilidade do sistema de energia elétrica.
As influências da incompatibilidade eletromagnética da corrente de inrush, devido à sua imprevisibilidade e condição intermitente, têm estudos complexos de identificação. Com a inclusão de cargas compostas por carregadores de veículos elétricos, a demanda aumenta substancialmente, portanto, as preocupações sobre os efeitos da integração à rede aumentam proporcionalmente.
Com as recentes metodologias de controle para padrões de geração distribuída desenvolvidos e definição para inversores inteligentes, são necessários modelos de desenvolvimento para inversores inteligentes que operem com funções mais avançadas, relacionando o controle de tensão às atribuições disponíveis.
Esta pesquisa enfatiza a operação de microrredes que se conectam ou desconectam de uma rede principal, destacando as configurações para a análise de sistemas compostos por microrredes suscetíveis a diferentes efeitos com variação de potência relacionada ao fenômeno de ressincronização e estabilidade, bem como propõe um sistema com um gerador síncrono virtual baseado em compensador VAR estático incorporando VSG//SVC como um único sistema elétrico otimizador rápido.

A aplicação da técnica de controle preditivo baseado em modelo com conjunto de controle
finito (FCS-MPC) no controle de dispositivos de eletrônica de potência tem sido
amplamente estudada nas últimas décadas, principalmente por ser uma técnica de controle
não-linear e com resposta dinâmica rápida, dois fatores muito benéficos no controle
desta classe de dispositivos. Este trabalho apresenta a aplicação do FCS-MPC para a
compensação de reativo e de harmônicos por meio de um filtro ativo híbrido. A utilização
desta técnica de controle já se mostrou efetiva no controle deste equipamento. Em
trabalhos anteriores, a compensação de harmônicos é realizada por meio de um controlador
proporcional ressonante, com parcelas ressonantes sintonizadas para cada frequência
que se deseja compensar. Esta técnica, apesar de efetiva, requer um grande tempo de
processamento e adiciona a necessidade de sintonizar o ganho de diversos controladores.
Outra questão, também já relatada na literatura, é a forte dependência do FCS-MPC
em relação aos parâmetros do modelo do sistema. Desvios de parâmetros em relação ao
modelo podem causar erros nas obtenções das referências de controle, aumento da taxa de
distorção harmônica e erros em regime permanente. Com o intuito de reduzir o tempo de
processamento e evitar a necessidade de sintonização de diversos ganhos com a utilização
do controlador proporcional ressonante, neste trabalho é proposto um método de obtenção
das referências de controle através somente do modelo do sistema no tempo. Uma comparação
entre técnicas de estimação de parâmetros encontradas na literatura é apresentada,
de forma a verificar seu funcionamento em relação a resposta dinâmica, comportamento
em regime permanente e custo computacional. Os resultados de simulação e práticos demonstram
a capacidade da técnica desenvolvida de realizar a compensação de reativo e
de harmônicos com rápida resposta dinâmica, atingindo o regime permanente em menos
de 30𝑚𝑠 para uma variação de carga de 75% da potência nominal do equipamento. Além
disso, o método proposto é capaz de reduzir o custo computacional da aplicação em 30%
em relação à aplicação de FCS-MPC com controladores ressonantes em cascata.

Bipectinate Microstrip Antenna For Application In Filiform Array

Os sistemas de comunicação móvel emergentes estão evoluindo de forma sem precedentes em termos de flexibilidade, taxa de dados e latência, permitindo que as redes sem fio suportem aplicações que normalmente são sustentadas por tecnologias cabeadas. A próxima geração de comunicação móvel já está sendo discutida pela comunidade científica, institutos de padronização e pelos atores do mercado de comunicação móvel. Os cenários previstos já estão começando a ser delineados, antecipando que podem ser ainda mais difíceis de alcançar, considerando o aumento esperado na flexibilidade, enquanto suportam requisitos conflitantes em várias aplicações e em diferentes setores, além de taxas de dados mais altas, maior cobertura, bandas de frequência mais amplas e latência extremamente baixa. É claro que as futuras redes móveis não podem depender de uma única rede de acesso sem fio para satisfazer a todas essas demandas. Abordagens diferentes são necessárias para atender a todos os requisitos, mas os esquemas SM-MIMO representam uma tecnologia chave para a maioria dos futuros sistemas sem fio. O SM-MIMO pode fornecer a vazão necessária, reduzindo a duração do quadro e aumentando a robustez para informações com uma vida útil muito curta. Além disso, integrar sistemas SM-MIMO com esquemas de detecção avançados, que aproveitam tanto o ganho de diversidade quanto o de multiplexação, pode aumentar substancialmente a taxa de transferência e estender a cobertura da rede móvel. Normalmente, os esquemas MIMO são combinados com OFDM para lidar com canais duplamente dispersivos, assumindo que o tempo de coerência do canal é maior que a duração do bloco OFDM e a largura de banda de coerência do canal é maior que a largura de banda de uma subportadora. No entanto, o OFDM apresenta limitações que podem dificultar suas aplicações em sistemas móveis futuros. Altas emissões fora da banda, baixa flexibilidade em termos de parametrização e baixa eficiência espectral e energética para canais com longos perfis de atraso são alguns exemplos dessas restrições. Nesse sentido, o GFDM pode ser considerado uma alternativa viável. Entretanto, há um grande desafio ao uso do MIMO GFDM não ortogonal uma vez que os detectores lineares convencionais apresentam maior complexidade e desempenho inferior em comparação com os sistemas MIMO OFDM. Como resultado, há uma necessidade premente de explorar detectores não convencionais que reduzam a complexidade ao mesmo tempo em que buscam melhorias de desempenho. Para esse fim, esta tese revisa conceitos fundamentais sobre técnicas de estimação linear e detecção, fornecendo uma descrição algorítmica direta que permite a comparação de complexidade e simulação de desempenho. Este trabalho endossa a proposta de adaptar o MMSE-PIC iterativo de baixa complexidade e baixa latência introduzido em Matthé-2018, simulando seu desempenho em um transceptor SM-MIMO prático baseado na numerologia do 5G-RANGE, uma tarefa desafiadora assumindo que a forma de onda GFDM não é ortogonal. Os resultados finais apresentados neste trabalho mostram que o MIMO-GFDM é uma abordagem interessante para lidar com os requisitos contrastantes e desafiadores das futuras redes móveis. Logo, a avaliação pragmática de conceitos teóricos, validada por meio de simulações, é de interesse da comunidade acadêmica, pois demonstra as potenciais melhorias que a adoção de uma nova tecnologia pode alcançar. Além disso, esta tese fornece um modelo computacional versátil, uma ferramenta essencial, e também uma referência confiável, para o desenvolvimento de hardware e avaliação de desempenho. 

Esta dissertação apresenta uma análise em torno do problema de ferrorressonância que ocorre em transformadores de potencial em subestações de parques eólicos a partir de transitórios de alta frequência, os quais têm sido cada vez mais recorrente no âmbito da geração de energia elétrica a partir de fontes de energia renovável. Foi feito neste trabalho também uma análise das capacitâncias que envolvem a parte ativa dos transformadores, as quais foram obtidas a partir de dados medidos em campo, bem como é apresentado como tais capacitâncias podem evitar que estes transitórios ocorram. Ainda, é apresentado um estudo de resposta em frequência utilizando um modelo típico de transformador de potencial que é instalado em subestações de parques eólicos. A estes transformadores de potencial são conectados relés que, devido à sua baixa carga, promovem o efeito da ressonância, uma vez que, como é amplamente conhecido, a pior situação para a operação de um transformador de potencial indutivo é quando este se encontra em vazio. Desta forma, foi apresentada uma discussão que se baseia no deslocamento do ponto de ressonância a partir do ajuste das capacitâncias.

A Geração Distribuída (GD), em especial a energia solar fotovoltaica, vem crescendo muito nos últimos anos por apresentar custo nivelado de implantação inferior às fontes fósseis. A Resolução Normativa Aneel Nº 482/2012, que estabeleceu o sistema de compensação de energia elétrica e definiu as características de conexão para os sistemas para micro e minigeração distribuída, impulsionou a expansão deste segmento. A oferta de energia obtida pelos sistemas fotovoltaicos pode trazer importante contribuição para a matriz energética brasileira, no entanto, é importante que os efeitos elétricos sobre as redes vizinhas sejam analisados, como a regulação de tensão e o limite térmico dos condutores, que definem a capacidade de hospedagem da rede. Este trabalho tem como objetivo avaliar características elétricas do comportamento do circuito alimentador de uma subestação onde foi conectada a usina fotovoltaica da UNIFEI, com capacidade inicial de 609,84 [kWp] e sua ampliação para 976 [kWp] conectada na rede de fornecimento em tensão primária de 13,8 kV na região sul de Minas Gerais na rede da CEMIG-D. A modalidade tarifária contratada pela unidade consumidora é a tarifa horária verde do subgrupo A4. A metodologia proposta para o estudo consiste na análise do fluxo de potência usando o software OpenDSS no circuito alimentador IJAU11 conectado na subestação local. As características físicas e elétricas da rede e as curvas de carga são extraídas de medições históricas da BDGD. As características físicas da usina estão configuradas no software PVSystem no OpenDSS, onde está configurado o arranjo construtivo da usina no campus da universidade considerando as condições de irradiação solar nas suas coordenadas geográficas. Os efeitos elétricos de tensão e corrente ocasionados pela injeção de potência desta usina na rede foram avaliados conforme os limites definidos no PRODIST, alcançando valores entre o limite superior de 1,05 pu e inferior de 0,93 pu, variação do fluxo de potência ao longo do alimentador e o comportamento do parâmetro de perdas elétricas em diferentes cenários.

Interesse de pesquisa: Nesta dissertação, o problema do acoplamento entre nanoguias de silício e o "mundo exterior", ou seja, uma fibra óptica, foi investigado numericamente por meio do método FDTD. O processo de inserção de luz da fibra para um nanoguia é chamado de acoplamento óptico. O problema de acoplamento surge da incompatibilidade dimensional entre o convencional núcleo de fibra óptica e a seção transversal dos nanoguias integrados. Atualmente, este é um dos problemas mais importantes enfrentados pelos pesquisadores na área de nanofotônica de silício. Embora a fabricação de dispositivos fotônicos de silício tenha alcançado alta qualidade devido à compatibilidade com os processos de fabricação CMOS, a transição na interface entre a fibra e o nanoguia é governada por consideráveis perdas de inserção devido ao problema de acoplamento. Portanto, a solução deste problema é de grande importância para a aplicação dos circuitos integrados fotônicos de silício nas comunicações ópticas.

Objetivos: O objetivo deste trabalho é abordar o problema de interface de acoplamento entre fibras ópticas e nanoguias de silício, utilizando fibras de cristal fotônico em vez de fibras ópticas convencionais. Para tal, são utilizadas redes de Bragg uniformes como técnica de acoplamento, e a eficiência de acoplamento à fibra de cristal fotónico é investigada através de simulações numéricas, considerando o ângulo de acoplamento, parâmetros de grade, bem como os parâmetros físicos da fibra, nomeadamente o diâmetro dos furos de ar. Portanto, este trabalho foca no estudo, modelagem e otimização da técnica de acoplamento usando grades de Bragg para obter um acoplamento eficiente entre fibras de cristal fotônico e nanoguias de silício.

Resultados obtidos: Os resultados das simulações mostram que um acoplamento eficiênte pode ser obtido entre fibras de cristal fotônico e nanoguias SOI. A eficiência de acoplamento foi investigada com base em dois tipos de acopladores de Bragg uniformes. O primeiro é um acoplador de grade simples gravado na superfície de um nanoguia integrado na plataforma SOI. O segundo é um acoplador de grade de Bragg com um refletor metálico inferior. Neste último, um refletor de ouro foi adicionado para maximizar a reflexão na interface óxido/substrato da plataforma SOI e reutilizar a energia irradiada para o substrato. As simulações de eficiência com o acoplador padrão demonstram uma eficiência máxima de acoplamento de 32.6 %, em um ângulo de acoplamento de 10°. Enquanto isso, uma eficiência máxima de acoplamento de 70.3 % é demonstrada quando o refletor é adicionado. Além disso, determinou-se também uma interessante dependência da eficiência de acoplamento em função do diâmetro dos furos de ar das fibras de cristal fotônico, de modo que este parâmetro deve ser escolhido adequadamente para otimizar a eficiência de acoplamento.

Os algoritmos de localização de faltas apresentam diferentes formulações, requisitos de dados e parâmetros, que os tornam aplicáveis, ou não, à um cenário específico. A compreensão desses requisitos e dos erros característicos em diversos cenários distintos é essencial para permitir a seleção da abordagem mais apropriada. Este trabalho apresenta diversos algoritmos de localização de falta com base em fasores, de um e de dois terminais, analisando os seus desempenhos em casos de faltas reais e faltas simuladas em Linhas de Transmissão de Extra-Alta Tensão.

Os algoritmos apresentados foram implementados em um software em ambiente MATLAB, para análise das faltas simuladas pelo ATPDraw e para a análise das faltas reais a partir dos arquivos gerados pelos Relés de Proteção e Registradores Digitais de Perturbação. Os resultados dos desempenhos dos algoritmos foram compilados em gráficos para análise. Foram avaliados os desempenhos para diferentes tipos de faltas, considerando diversas fontes de erro.

Os algoritmos de um terminal utilizados apresentam recursos para reduzir o erro provocado pela resistência de falta, combinada com a corrente de carga e a não homogeneidade do sistema. Os algoritmos de dois terminais solucionam esse problema e apresentam recursos para reduzir o erro por falha de sincronismo. Entretanto, os algoritmos que utilizam a abordagem de componentes simétricos podem apresentar erros consideráveis nos casos de Linhas de Transmissão não transpostas ou com segmentos longos sem transposição. Para esses casos, foram utilizadas abordagens matriciais.

A apresentação teórica dos algoritmos e os resultados das simulações possibilitam indicar a solução mais viável com base nos requisitos de parâmetros, nos dados de entrada disponíveis e nos efeitos das diferentes fontes de erros presentes em cada caso, aprimorando as estimativas de localização de faltas. Quadros apresentando os efeitos das fontes de erros e os requisitos de dados e parâmetros foram elaborados para subsidiar essa escolha. Uma estimativa de localização de falta mais precisa reduz o tempo e o custo para inspeção da Linha de Transmissão, reduzindo o tempo de restauração do sistema, contribuindo para segurança das pessoas, do meio ambiente e do sistema de transmissão. Além de evitar possíveis penalidades financeiras por indisponibilidade dos equipamentos ou indenizações.

O aumento da combustão de combustíveis fósseis para atender à crescente demanda de energia é uma das principais causas para o aumento da concentração de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera. Em uma tentativa de frear esta crescente poluição ambiental, a grande maioria das nações mundiais se comprometeu a reduzir as emissões de CO2 e outros gases de efeito estufa. Tendo isto em vista, a transição dos veículos a combustão para os elétricos (EVs) é vista por muitos autores como uma das evoluções mais promissoras para se reduzir as emissões de gases de efeito estufa e melhorar a qualidade do ar. No entanto o grande empecilho para a popularização deste tipo de veículo é o tempo necessário para recarregar suas baterias, durante uma viagem por exemplo. Dito todos estes paradigmas, esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um carregador rápido trifásico para bateria de veículos elétricos. Nominalmente este carregador é projetado para fornecer até 50 [kW] e 100 [A] nominal para a bateria. O primeiro estágio de carregamento consiste em um conversor CA/CC acoplado a um filtro LCL e conectado à rede elétrica em 220 [V] Fase-Fase. O segundo estágio é composto por um conversor CC/CC interleaved, este é conectado ao barramento CC em 500 [V]. O carregador é acoplado à bateria afim de validar o carregamento por meio do método de CC-CV (Corrente Constante - Tensão Constante). A operação do conversor e sua técnica de controle são validadas por meio de simulações no software Matlab, por meio da ferramenta Simulink. Em seguida, o carregador é construído utilizando o primeiro estágio CA/CC e seu funcionamento é demonstrado utilizando um banco de baterias. A estratégia de controle é implementada no DSP TMS320F28379D da Texas Instruments, por meio do software Code Composer. Foram obtidos resultados satisfatórios no controle de carregamento das baterias e, apesar de a implementação prática ser feita em escala reduzida, o sistema de controle pode ser facilmente utilizado em potências maiores, apenas com ajustes nos ganhos do controle. Destaca-se a importância de compensação dos dead-times que aparecem na parte prática.

Interesses de pesquisa: A classificação eficiente dos sinais de eletroencefalograma (EEG) é fundamental para a construção de sistemas com interface cérebro-computador. No entanto, a complexidade dos sinais de EEG e sua variabilidade entre indivíduos apresentam desafios significativos para a classificação precisa. Este estudo tem relevância social, pois pode contribuir para o desenvolvimento de interfaces cérebro-computador assistivas, beneficiando pessoas com severos danos motores, como aquelas que sofreram acidente vascular cerebral (AVC). Essas interfaces têm o potencial de melhorar a qualidade de vida desses indivíduos, permitindo a comunicação e o controle de dispositivos através da atividade cerebral.
Objetivos: Este estudo teve como objetivo comparar o desempenho e o custo computacional de uma rede neural artificial utilizando diferentes técnicas de processamento de sinal na classificação de estados de repouso e imaginação do movimento do punho esquerdo e direito a partir de sinais de EEG. Foram exploradas três técnicas estatísticas de processamento de sinais: Análise de Componentes Principais (PCA), Análise de Componentes Independentes (ICA) e Análise Espectral Singular (SSA), em conjunto com uma Rede Neural Convolucional (CNN).
Resultados obtidos: Os resultados obtidos revelaram que a técnica de PCA proporcionou uma redução no tempo de treinamento de até 63,5%, sem comprometer significativamente o desempenho em termos de acurácia na classificação. A PCA demonstrou ser uma abordagem promissora, permitindo a captura de informações relevantes nos sinais de EEG e aprimorando a capacidade da CNN em realizar a classificação com precisão.
Por outro lado, as técnicas de ICA e SSA não apresentaram resultados promissores. A ICA teve efeitos negativos na extração de características, resultando em uma diminuição na acurácia da classificação realizada pela CNN. O SSA, por sua vez, mostrou um desempenho geralmente baixo em todas as métricas avaliadas, indicando uma dificuldade em capturar as informações discriminativas presentes nos sinais de EEG-IM.

Este trabalho propõe a aplicação de redes neurais artificiais (RNAs) como princípio de funcionamento de um relé de proteção de linhas de transmissão. O relé proposto possui as funções de classificação e localização de faltas, proteção de distância e sobrecorrente de neutro. Cada aplicação é desempenhada por uma RNA Perceptron multicamadas (PMC). A metodologia empregada no treinamento das funções de proteção possibilita o desempenho de características bem delineadas como a quadrilateral e a mho. A arquitetura das redes foram definidas visando a otimização e velocidade de desempenho, fazendo uso do menor número possível de neurônios. O processo de treinamento das RNAs foi realizado através da ferramenta Solver, do Microsoft Excel, com o auxílio de diversas aplicações desenvolvidas na linguagem Visual Basic. Um dos programas elaborado em VBA é empregado na avaliação das redes neurais frente a perturbações reais do sistema elétrico fazendo uso de arquivos de oscilografias. As cinco redes neurais projetadas foram implementadas em hardware por meio de um microcontrolador ESP32. Todas as etapas do código do programa são detalhadas. A parte final do trabalho analisa o resultado dos ensaios do relé protótipo realizados em um simulador digital de tempo real (RTDS). Os testes práticos executados comprovam que o relé proposto é rápido e seguro, confirmando a viabilidade da proposta para proteção de linhas de transmissão.

Este trabalho apresenta um entendimento sobre a execução de ensaios de
conectorizações mecânicas de fibra ótica utilizadas na transmissão de dados. Nesse
estudo, são feitas medições de perda óptica em conectores mecânicos como Perda
de Inserção (PI) e Perda de Retorno (PR) em fibras monomodos. A metodologia de
ensaio baseou-se nos requisitos de certificação para comercialização de produtos de
telecomunicações pela Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL) e normas
internacionais da International Electrotechnical Commission(IEC).
Além da argumentação teórica fundamental, realizamos uma avaliação de
conectores montados em campo de dez diferentes fabricantes comercializados no
Brasil. Os testes foram realizados no comprimento de onda da fonte de luz de 1550
nm com base em dois grupos de testes: testes climáticos e mecânicos. Sendo que os
valores das perdas ópticas foram medidos tanto inicialmente quanto durante os testes,
dependendo, portanto, dos requisitos das normas. Ademais, foi utilizado a estrutura
física e equipamentos do Laboratório para Testes de Equipamentos de
Telecomunicações (LTET) e Laboratório de Vibrações e Acústica (LVA) da
Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI).

O aumento constante na demanda de energia elétrica requer um planejamento
cuidadoso da expansão da geração e da malha de transmissão, mantendo a eficiência, a
segurança e a confiabilidade do sistema elétrico. A integração de novos empreendimentos
introduz desafios na operação da rede devido, por exemplo, ao aumento dos fluxos de
potência e das correntes de curto-circuito. Essas correntes podem, em alguns casos, exceder
a capacidade nominal dos disjuntores, resultando na superação desses equipamentos. Por
essa razão, deve-se avaliar a condição de suportabilidade nominal do equipamento frente
às correntes de defeito no circuito onde se encontra inserido. Esse problema se verifica no
Sistema Elétrico Brasileiro (SEB), que enfrenta atualmente desafios significativos devido
aos elevados níveis de corrente de curto-circuito, especialmente na área elétrica do Rio
de Janeiro, que possui um grande número de subestações com disjuntores superados,
fato que limita, inclusive, a expansão desse sistema. Nesse sentido, esse trabalho apresenta
um conjunto de análises para identificação de disjuntores superados por corrente
de curto-circuito nas instalações da área Rio. Para isso, esse estudo envolveu simulações
detalhadas da área do Rio de Janeiro, de modo a se obter as correntes de curto-circuito
da rede de simulação. Para estas simulações, utilizou-se a ferramenta computacional de
Análise de Faltas Simultâneas (ANAFAS) e realizou-se uma investigação detalhada de
superação de disjuntores em uma condição real do sistema elétrico. Visando resolver a
questão de superação causada pelas altas correntes de defeito, também são apresentadas as
principais medidas mitigadoras comumente utilizadas no Brasil e no mundo. A efetividade
na aplicação das medidas é confirmada por meio de simulações. O presente trabalho
teve como principal propósito a pesquisa de soluções estruturais para serem adotadas na
área do Rio de Janeiro, em substituição às medidas operativas temporárias atualmente
empregadas em campo, sendo também realizada uma estimativa de investimentos para a
implementação das soluções definitivas. A relevância desse trabalho se estende à aplicação
prática das medidas propostas nas subestações da área Rio, considerando o horizonte de
análise atual e uma configuração futura desse sistema elétrico.

Neste trabalho de dissertação é apresentado o projeto de uma antena de microfita retangular com dupla alimentação, banda de operação e polarização. Tem-se a operação na frequência de 3,5 GHz com polarização linear, no plano do campo elétrico (no modo fundamental (TMz100) – aplicado à tecnologia 5G) e na frequência de 5,2 GHz com polarização linear, no plano do campo magnético (no modo de terceira ordem (TMz030) – aplicado à tecnologia Wi-Fi). A antena é formada a partir da sobreposição geométrica ortogonal de duas técnicas, sendo uma que permite o aumento de ganho e outra que permite a filtragem de modos de alta ordem. A partir dos resultados de simulação e medidos, obteve-se a operação da antena em duas bandas, do 5G e do Wi-Fi, com isolação mínima entre as portas de −16 dB. Para isso, validou-se separadamente o funcionamento de cada uma das geometrias intermediárias e, por fim, o funcionamento do modelo final.

O tema mobilidade elétrica despertou grande interesse nos pesquisadores
nos últimos anos, sendo um tópico atual em discussão à medida que os Veículos
Elétricos (VE) alcançam maior participação no mercado. Vinculada à transição
energética, a mobilidade elétrica passa por uma transformação de conceitos que
começa com o consumo de combustíveis fósseis e tem como foco a emissão zero de
carbono. Essas mudanças coincidem com a necessidade de evolução dos sistemas
e serviços de distribuição de energia mais limpos, descentralizados, digitalizados e
que contemplam o aumento da eletrificação dos meios de transporte. Nesse contexto,
esta tese apresenta e aplica por intermédio de um estudo de caso, a proposta de uma
nova metodologia para o cálculo da capacidade de hospedagem de VEs em sistemas
de distribuição de baixa e média tensão.
Na literatura, a capacidade de hospedagem de VEs é avaliada usando o
processamento de fluxo de carga que emprega diversos critérios e métodos para
a avaliação. De um lado os métodos determinísticos produzem um único valor de
capacidade de hospedagem de VEs e não levam em consideração as incertezas envolvidas no processo de alocação. Por outro lado, os métodos estocásticos produzem
uma distribuição de probabilidades de capacidades de hospedagem. A proposta de
uma nova metodologia que combine métodos determinísticos e estocásticos, que considere vários critérios operacionais e que possa ser aplicada conjuntamente na baixa
e na média tensão se torna mais apropriada e inovadora.
Os resultados obtidos mostram que a capacidade de hospedagem de VEs
do sistema de distribuição é diferente para cada setor da rede avaliada. Na rede de
distribuição secundária, a jusante do transformador, o carregamento pode aumentar
e alterar a curva de carga de forma significativa, causando subtensão e sobrecarga na
rede. Em contrapartida, a taxa de carregamento dos transformadores com a entrada
dos VEs pode alterar a capacidade de hospedagem da rede de distribuição primária.

O anel de pistão é uma peça crucial nos motores a combustão, que desempenha um papel
vital ao vedar a lacuna entre os pistões e as paredes do cilindro. Essa vedação é imprescindível para evitar vazamentos de gases da câmara de combustão e regular a distribuição adequada do lubrificante. Com a evolução dos motores, operando com cada vez maior taxa de compressão e cada vez menos viscosidade dos lubrificantes, a precisão na fabricação dos anéis tornou-se imperativa. Deste modo, a manufatura destes elementos consiste na concepção de anéis que satisfaçam as complexidades do sistema de combustão, fabricados com precisão dimensional rigorosa. No processo de fabricação, a conformidade dos anéis às margens de erro do projeto é vital para evitar rejeições na análise de qualidade e o subsequente retrabalho. Isso requer, aliada à qualificação dos processos de fabricação, um sistema de medição confiável para otimizar a produção e garantir produtos de alta qualidade. Nesse contexto, este estudo examina o método de medição manual atualmente empregado e propõe uma abordagem automatizada distinta, visando aprimorar a consistência das medições e reduzir desperdícios. A proposta central é o desenvolvimento de um método alternativo de medição baseado em processamento de imagens. Esta abordagem oferece várias vantagens, incluindo automação otimizada, agilidade no processo e ausência de contato direto com as peças medidas. A pesquisa explora a criação de um dispositivo equipado com um sistema de visão de máquina que mede anéis de pistão por meio de imagens, garantindo a precisão requerida. O estudo integra técnicas estabelecidas de visão computacional com contribuições inéditas, incluindo modificações na detecção de bordas em subpixel, a estimação dos ângulos do contorno através de filtros de fase nula e ajustes no fluxo de execução do sistema. Além disso, empregando técnicas de fotogrametria, o sistema mapeia pontos da imagem no espaço tridimensional, corrigindo distorções, inclinações e distâncias entre o plano de medição e a câmera, onde também há a implementação de uma proposta de compensação de altura. O protótipo desenvolvido é validado através de testes de rastreamento com blocos padrão e comparações com equipamentos convencionais. Os resultados atestam a capacidade do protótipo em manter o rastreamento diante de diversas variações de tamanho, altura, posição e inclinação. Notavelmente, o método automatizado proposto se destaca em relação às medições manuais, especialmente na avaliação da abertura do anel. Em última análise, a implementação do método proposto neste trabalho é capaz de otimizar substancialmente o processo de fabricação de anéis de pistão, aprimorando a consistência e agilidade para atender aos requisitos de qualidade essenciais
para esses componentes vitais nos motores a combustão.

A energia elétrica tem um papel importante na vida das pessoas, sendo a principal fonte de energia utilizada para realizar as necessidades diárias. Como consequência, o uso de tecnologias limpas para gerar energia elétrica tornou-se a primeira escolha pelos consumidores, inicialmente devido ao apoio de políticas públicas, e com o tempo porque são simplesmente as mais econômicas. No caso da geração de eletricidade fotovoltaica, o comportamento da radiação solar e da potência do sistema de geração possuem incertezas que podem ser relevantes para a classificação do risco em investimentos para este tipo de geração de energia. Assim, a presente pesquisa propõe investigar, de acordo com a Lei 14.300, o risco do investimento em sistemas de geração distribuída residenciais. Para tanto, primeiramente será feita uma análise de custos e de investimentos através das métricas do LCOE e do VPL determinísticos para os consumidores residenciais que produzem a própria energia em 26 municípios localizados no estado de Minas Gerais. Em seguida, será feita uma classificação de risco, baseada na abordagem estocástica do VPL, calculado através da Simulação de Monte Carlo. Através dessa abordagem, será comparada a métrica de risco CVaR com o índice Ômega, ressaltando a importância em se utilizar tais medidas para esse tipo de análise de risco. Os resultados mostraram que há diferenças no ranqueamento entre a abordagem determinística e a estocástica entre municípios analisados, e os municípios em que são cobrados uma maior tarifa sobre a energia elétrica, foram os locais onde ocorreram o maior potencial e o maior risco sobre o retorno financeiro, além de apresentar uma maior probabilidade de ganho em relação a probabilidade de perdas em se investir em sistemas fotovoltaicos residenciais comparado aos demais municípios analisados.

O contexto desse trabalho considera a importância da energia nas diversas áreas da vida das pessoas, nas quais inclui-se o conforto, a geração de empregos, a produção de riquezas, o desenvolvimento tecnológico, científico e inovação. Associa-se a isso o desafio da necessidade do permanente incremento de oferta e a urgência da sustentabilidade ao longo dos processos desde a produção até o consumo. Sobre tal contexto se coloca a importância que o Estado exerce sobre o setor que, através de agências reguladoras e mesmo de empresas controladas posicionadas nos diferentes segmentos, atua no sentido de um difícil e complexo equilíbrio dinâmico sobre os mais diversos aspectos existentes em cada um dos segmentos. E é neste ponto que se insere a temática aqui discutida que se refere ao papel estatal de prover informações sobre o setor que permitem aos diversos agentes e ou partes interessadas se posicionarem adequadamente, sobre diferentes abordagens, inclusive a do próprio Estado no desenvolvimento da própria política pública. Nessa direção, discutindo-se conceitos e a relevância das estatísticas energéticas, especificamente, dos balanços energéticos como principal fonte provedora de informação e dados essenciais ao desenvolvimento do mercado de energia, o estudo buscou compreender melhor as razões e dificuldades dos governos subnacionais brasileiros em publicar anualmente seus respectivos BEEs, além de propor um modelo baseado em melhores práticas referenciadas pela literatura com o propósito de facilitar tal processo. Para isso, buscou-se compreender razões históricas e objetivas relacionadas a permanente diminuição do protagonismo das unidades da federação no setor, através do entendimento da história recente e seus processos de reestruturação setorial, da verificação e compreensão dos espaços institucionais existentes ao gerenciamento da área de energia na estrutura organizacional desses governos, do mapeamento e análise das respectivas políticas e planejamentos energéticos, para então se estabelecer a existência de nexo entre tais aspectos e a produção de balanços energéticos estaduais. A partir de uma profunda revisão bibliográfica sobre elaboração de BEs foi proposto um modelo que sobre o qual apresentou-se um estudo caso relacionado à aplicação no Estado do Mato Grosso do Sul, que resultou inclusive no desenvolvimento de um sistema que automatiza parte do processo de elaboração a partir do modelo proposto.

Usinas hidrelétricas instaladas na bacia Amazônica são influenciadas negativamente pelo transporte de troncos e sedimentos trazidos pelo leito do rio. Todo o material transportado se acumula nas grades de proteção, que são instaladas nas tomadas d’água das unidades geradores para prevenir a entrada desse material e evitar danos nas turbinas, o que resultaria em prejuízos econômicos. O acúmulo de material nas grades de proteção reduz a queda d’água, e consequentemente a vazão disponível para geração, o que resulta em perdas de carga, impedindo que a unidade de geração seja capaz de operar a plena capacidade. O problema apresentado ocorre na usina hidrelétrica de Jirau, que está situada no Rio Madeira e possui 50 unidades de geração, cada uma com o potencial de geração de 75MW a plena capacidade. Esta usina opera a fio d’água, o que significa que não há um reservatório para armazenamento da água do rio, sendo assim, todo o recurso hídrico deve ser utilizado quando disponível. O fato de ser uma usina a fio d’água, juntamente com o problema de transporte de troncos e sedimentos, traz desafios à operação, pois os sedimentos que se acumulam nas grades de proteção e consequentemente reduzem o potencial de geração requerem o desligamento total das unidades geradoras para que a sujeira acumulada possa decantar, possibilitando assim a retomada da queda d’água, e consequentemente a vazão disponível para geração. A grande quantidade de unidades de geração, juntamente com o fato de que a disposição desses equipamentos em posições diferentes do rio altera o perfil de acúmulo de sedimentos, dificulta a definição de regras que definam qual o tempo necessário de parada de cada unidade para decantação da sujeira e retomada da geração a plena capacidade. Neste cenário, ao invés de contar apenas com a experiência dos operadores, a elaboração de métodos eficientes que sejam capazes de determinar o tempo ideal que cada unidade geradora deve permanecer parada se torna essencial. Neste trabalho são propostos modelos de previsão utilizando Redes Bayesianas e Modelos Ocultos de Markov para estimar o tempo de parada necessário para decantação da sujeira de cada unidade de geração, de modo que esta possa ser utilizada novamente o mais rápido possível. Também são utilizadas técnicas de Big Data e Analytics para coletar e processar o grande volume de dados existentes na usina hidrelétrica. Os resultados obtidos demonstram que os modelos desenvolvidos foram capazes de inferir de modo satisfatório o tempo necessário para decantação dos sedimentos. O modelo resultante possibilita a consulta de informações utilizando várias informações, dentre elas o nível de obstrução no momento da parada de uma unidade, qual o nível de obstrução no momento da retomada, se haviam unidades vizinhas operando e em qual faixa de potência.

Embora os equipamentos tradicionais de eletroencefalograma sejam utilizados em larga escala no ambiente clínico, é comum que apresentem problemas como interferência eletromagnética leituras de seus eletrodos, baixa resolução em seus exames devido ao pequeno número de eletrodos para obter informações e sua baixa mobilidade devido ao grande número de cabos para sua comunicação.

Assim, através deste trabalho, foi proposta uma solução que foca no desenvolvimento de um circuito concentrador e um circuito secundário, que são responsáveis pela troca de informações da rede ultra-densa de eletrodos ativos (512 ou mais) , assim como o envio dessas informações para uma fonte externa - microcomputadores, roteadores e equipamentos wireless - onde essas informações serão armazenada e processadas e um protocolo de comunicação, que irá utilizar um único fio para realizar tal troca de informações.

Os blocos dos circuitos concentrador e o secundário foram implementados utilizando-se a linguagem descritiva Verilog ®, através de blocos menores, sendo constituídos por um circuito serializador e um circuito paralelizador, possibilitando a troca de dados através do barramento, um circuito tri-state, possibilitando o controle da transmissão das informações e um circuito responsável pelo funcionamento coordenado dos circuitos anteriores na realização das solicitações externas.

Os circuitos implementados foram testados e validados através de FPGAs , demonstrando a capacidade de realizar as solicitações externas, com a troca de informações utilizando-se um único fio de comunicação. Onde foi utilizado um osciloscópio digital para monitorar e comprovar esta comunicação.

O envelhecimento e a obsolescência são fatores que ocorrem em todo o sistema elétrico brasileiro, sendo, por isso, inevitável a modernização das subestações. É importante destacar que os sistemas elétricos da Europa e do Japão passaram por este processo em anos recentes, e, inevitavelmente, o mesmo já está ocorrendo no Sistema Interligado Nacional – SIN. As subestações devem ser renovadas também, quando os parâmetros da rede (corrente de curto circuito, corrente nominal, tensão, etc.) mudam. Tal necessidade de atualização ocorre devido às mudanças na rede de transmissão, ou ainda, quando se deseja melhorar a confiabilidade da subestação.
A adoção de novas premissas de projeto, em especial no setor elétrico, encontra diversas barreiras no mercado, seja por falta de conhecimento da tecnologia, seja por requisito de edital ou por padronização de projeto. Durante o processo de atualização tecnológica dos equipamentos de alta tensão, como os disjuntores, por exemplo, provavelmente os engenheiros de projeto enfrentaram as mesmas dificuldades.
Ao se deparar com a necessidade de atualização da subestação ou de substituição de um equipamento, provavelmente um engenheiro com pouca experiência especificará um equipamento igual ao existente, sem fazer uma análise mais apurada do assunto considerando um horizonte de longo prazo e novas tecnologias.
Este trabalho tem por objetivo propor uma metodologia para a avaliação da necessidade e/ou da conveniência da realização de recapacitação, ou modernização, de subestações de transmissão (conhecida pelos termos: uprating e upgrading), através de um estudo de caso, destacando os principais pontos que devem ser observados por todos os profissionais envolvidos no projeto, subsidiando com decisões relevantes a expansão e planejamento de tais sistemas.

Em um mercado elétrico monopolista, regulação do setor elétrico é fundamental para evitar o superinvestimento que não confere com a qualidade do serviço prestado. Nesse sentido, este trabalho tem por finalidade avaliar a estrutura do setor elétrico e do sistema tarifário de São Tomé e Príncipe (STP), e propor uma metodologia mais eficiente de cálculo tarifário através do modelo econômico de mercado, TAROT (Tarifa Otimizada), para a determinação de uma tarifa que seja capaz de promover o equilíbrio econômico-financeira da Empresa de Água e Eletricidade (EMAE), e garantir que os níveis de qualidade de serviço e a demanda por energia elétrica sejam atendidos, isso, sem deixar de considerar a capacidade de pagamento em função da renda dos consumidores. Além disso, analisou-se o impacto do aumento tarifário para famílias de baixa renda e para a EMAE, sendo necessário criar políticas tarifárias que possibilite a inclusão dessas famílias no sistema elétrico da EMAE. Nesse sentido, a tarifa deve ser aumentada gradativamente, e é fundamental que além dela refletir os custos operacionais da empresa, também garanta que a população de baixa renda tenha acesso a eletricidade a preços mais acessíveis. Por fim, realizou-se uma análise de investimento em fontes de energias como alternativas viáveis para complementar o sistema de geração de eletricidade atual (termoelétrica a diesel) em São Tomé e Príncipe. Para isso, foram utilizados os indicadores de análise de viabilidade econômica: Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR), Taxa mínima de Atratividade (TMA) e o Payback descontado. Constatou-se que a inserção de fontes alternativas de energia na matriz energética em conjunto com os programas de Eficiência Energética, além de contribuir para melhoria de eficiência e segurança na geração, também reduziriam de forma significativa os custos operacionais que a empresa tem com a importação do diesel para gerar eletricidade, além de promover o aumento da competição no mercado elétrico.

A proposta desta dissertação é a apresentação e aplicação de um método para realização de estimações de indicadores de confiabilidade de sistemas de subtransmissão de energia, denominados também por sistemas de distribuição em alta tensão. A metodologia deve associar a topologia das linhas de distribuição aos arranjos das subestações, podendo assim determinar o reflexo desse conjunto sobre os indicadores de continuidade dos consumidores finais. A motivação para esse estudo dar-se-á pela peculiaridade do sistema de subtransmissão, pois são pouco redundantes, havendo grande quantidade de casos cujo sistema é radial. Essa parcela do sistema elétrico é o início, de fato, da distribuição de energia à maioria dos clientes e possui forte interação com as redes de distribuição e subestações. Como são os pontos de suprimento dos sistemas de distribuição, possuem impacto direto nos indicadores de continuidade de seus clientes e por consequência, de sua própria concessão.

Esse trabalho propõe o uso de algumas ferramentas de cálculo e desenvolvimento de modelos de componentes, que simulam a operação de sistemas de distribuição de energia e por consequência estimam sua performance através de seus principais índices de continuidade. São apresentados modelos de grafos em 4 circunstâncias operacionais: Sistema completo e suas conexões, Sistema em operação; pós-defeito e pós-manobra. A metodologia propõe o uso de programação linear para identificar a transição entre esses estados, sendo o grande diferencial apresentado neste trabalho, pois permite que um algoritmo inteligente, associado aos modelos de componentes aqui apresentados, determine quais equipamentos devem ser efetivamente manobrados para isolar o defeito, direcionando a solução para o menor corte de carga possível.

A utilização de óleos combustı́veis para a geração de energia em usinas termoelétricas apresenta uma contribuição importante à matriz elétrica brasileira, principalmente em perı́odos de menor abundância hı́drica. O óleo combustı́vel utilizado por algumas usinas é um subproduto do refino do petróleo, podendo apresentar contaminantes que são prejudiciais ao maquinário quando estão presentes em quantidades consideráveis. Nesse contexto, o presente trabalho traz o desenvolvimento de um sistema para o monitoramento online dos processos de abastecimento de termoelétricas com óleo combustı́vel pesado. Esse sistema permite a visualização da vazão e da quantidade de água presente no óleo, visto que esse é um dos principais contaminantes que pode ser encontrado nesse tipo de combustı́vel. Sua aplicação tem como objetivo trazer à usina um conhecimento mais detalhado a respeito do combustı́vel adquirido, assim como permitir o interrompimento das operações de abastecimento no caso de um produto irregular. Para a implementação do sistema, é utilizado um método ultrassônico de multi-trajetórias para medição de vazão, assim como um método capacitivo para identificação do conteúdo de água. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de circuitos eletrônicos para a realização das medições propostas, incluindo um circuito inovador para medição de capacitância através de uma fonte de corrente oscilante. Os elementos individuais do sistema são testados e calibrados, levando, por fim, à montagem e à instalação de um protótipo funcional em uma usina termoelétrica.

A cada ano que passa o sistema elétrico tem evoluído substancialmente. Isso se dá pelo aumento da inserção de fontes renováveis na rede, que inclui o conceito de smart-grids. As microrredes podem operar de forma ilhada ou conectada à rede principal, e são uma ótima alternativa para garantir qualidade e confiabilidade no fornecimento de energia elétrica.
Nesta dissertação, é dada uma atenção especial às microrredes com problemas de ilhamento quanto à variação de demanda, e ao conceito de veículos elétricos (VE) conectados à rede. Utilizam-se os veículos elétricos como armazenadores de energia para fornecer energia dentro dos limites estipulados e analisa se há necessidade da sua utilização no momento do ilhamento. Ainda, em casos de um ponto de operação não tolerável, utiliza-se o controle primário de frequência e tensão para a correção da operação do sistema.
Os resultados apresentados aqui têm como base o sistema IEEE 37-Nodes Test Feeder, que para torná-lo equivalente à uma microrrede foram feitas algumas modificações. Nesse sistema, pode-se alterar as curvas de carga da rede, incluir veículos elétricos, quantidade de VEs a serem carregados e suas respectivas baterias.
Com isso, espera-se que as ferramentas utilizadas aqui sejam capazes de analisar e gerenciar o sistema quando houver situações de ilhamento.

sta dissertação de mestrado propõe atestar as propriedades estatísticas das medições
de tensão, corrente e potência complexa geradas por Unidade de Medição Fasorial (do
ingles, Phasor Measurement Unit - PMU). Para isto, o trabalho utiliza a metodologia
recomendada pela literatura técnica em processamento de sinais. O desvio-padrão do erro
de medição de uma medida expressa em coordenadas retangulares impacta decisivamente
o desempenho dos algoritmos de processamento de erros grosseiros de estimadores de es-
tados em sistemas de potência. Sob a égide do estado da arte, apresenta-se a natureza
dos sinais gerados pela medição fasorial sincronizada instalada nos sistemas de trans-
missão em extra-alta-tensão na Companhia de Transmissão de Energia Elétrica Paulista
(CTEEP), bem como na baixa-tensão via projeto MedFasee. Em seguida, demonstra-se
o desempenho comparativo do processamento de erros grosseiros em medidas expressas
no plano complexo através de estimadores de estados baseados no método de mínimos
quadrados ponderados via abordagens clássica (Sistema de Supervisão e Aquisição de
Dados-SCADA) e híbrida (SCADA + PMU).
Palavras-chaves: Medidas expressas em coordenadas retangulares, PMU, estimadores
de estados híbridos.

Embora a utilização em larga escala da eletricidade na indústria tenha se iniciado no final do Século XIX, o primeiro método para estimar os efeitos térmicos do arco elétrico só foi proposto nos anos 80. Nas décadas seguintes, vários trabalhos contribuíram para o aumento do conhecimento sobre o fenômeno e para a melhoria dos métodos para quantificá-lo. Em 2002, foi publicada a primeira edição da IEEE Std 1584, sendo a primeira norma técnica dedicada ao cálculo de energia incidente. Esta norma, que se tornou o método mais popular na indústria, teve sua segunda edição publicada no final de 2018, com mudanças significativas. Um novo modelo matemático foi proposto, incluindo parâmetros que antes não eram avaliados, além de extensas equações, cujo cálculo manual pode ser considerado impraticável. Neste contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um script de cálculo da energia incidente pelo método IEEE Std 1584-2018 e sua aplicação em dois estudos de caso. O primeiro estudo de caso ilustra o levantamento dos parâmetros necessários para executar um estudo de energia incidente de um conjunto de manobra e comando de baixa tensão, finalizando com uma comparação entre os resultados da Edição 2018 com os da Edição 2002 da norma. O segundo estudo de caso propõe um roteiro para a realização de um estudo dinâmico de energia incidente que considera múltiplas fontes e o decremento CA da contribuição de curto-circuito de máquinas rotativas, concluindo com uma comparação entre os resultados considerando o decremento CA com os resultados em que ele é desprezado, e uma discussão sobre as situações em que o esforço para a realização de um estudo dinâmico pode se justificar.

O desenvolvimento de novas tecnologias e amadurecimento de regras, normas e leis referentes ao setor elétrico estão em constante evolução desde o início de sua concepção. Ao longo dos anos, o surgimento de novas soluções em energia, bem como aprimoramentos na regulação técnica-econômica do setor elétrico vem pro-vendo o crescimento do sistema de forma sustentável. Neste contexto, ao se con-siderar no momento as soluções energéticas e otimizações possíveis, esta disser-tação busca explorar as opções para o consumo de energia elétrica da Universi-dade Federal de Itajubá – UNIFEI, de forma a apresentar o modelo mais sustentá-vel e que busque aplicar melhor as soluções de mercados de energia. Os casos avaliados verificarão a utilização de Geração Solar Fotovoltaica e/ou Armazena-mento de energia, bem como a transição entre o Ambiente de Contratação Regu-lado - ACR e o Ambiente de Contratação Livre - ACL.

Este trabalho, com o objetivo de melhorar a qualidade de energia elétrica (QEE)
em sistemas de distribuição MEA (More Electric Aircraft) operando com frequência
variável (360 – 800 Hz), aborda uma aplicação de um sistema conversor de 24 pulsos
(SC-24P), anteriormente desenvolvido pelo grupo de pesquisa para uso em sistemas
de transmissão HVDC (High Voltage Direct Current). Usualmente, os sistemas
conversores usados em sistemas MEA, para conversão CA–CC, são do tipo 12 pulsos
(SC-12P). No entanto, este tipo de conversor tecnicamente não atende aos padrões
de distorção harmônica para aplicações MEA e, portanto, devem ser usados
juntamente com filtros CA e CC. Além disso, o peso e o volume ocupados pelos filtros
trazem evidentemente algumas desvantagens para os sistemas MEA modernos.
Com o intuito de superar as desvantagens oferecidas pelo sistema tradicional,
propõe-se nesta dissertação o uso do SC-24P para redução dos filtros empregados
em sistemas MEA convencionais e melhorar a qualidade de energia do sistema como
um todo. Análises teóricas do SC-24P, no que tange a perfis e conteúdo harmônico
das correntes CA e tensões CC para ambos os conversores, são brevemente
descritas através de equacionamento estabelecido, o qual possibilitou se comprovar
parcialmente a pesquisa conduzida nesta dissertação. Os cálculos processados
através das análises teóricas são feitos usando o programa MathCad. As vantagens
e desempenhos do SC-24P empregado comparados com o SC-12P tradicional são
expostos via simulações computacionais realizadas no ambiente Matlab/Simulink.
Os resultados obtidos do SC-24P em termos de %THD (< 3%) da corrente CA,
de amplitude de ondulação da tensão CC e de outros índices de QEE, para as
frequências 360 Hz e 800 Hz, atendem aos padrões aeronáuticos RTCA-DO-160F e
MIL-STD-704F, respectivamente. Por outro lado, com a falta de recursos laboratoriais
no que tange à disponibilidade de uma fonte de alimentação para o patamar das
frequências operacionais tratadas em simulações, implementou-se um protótipo em
escala reduzida usando a rede de fornecimento de energia em 60 Hz. Os resultados
atendem aos requisitos do IEEE 519 e comprovam a aplicação do conversor
empregado apenas em sistemas elétricos industriais, para acionamentos de máquinas
elétricas rotativas. A síntese dos resultados tratados e discutidos neste trabalho
confirma a aplicabilidade do SC-24P em sistemas MEA e demostra uma pesquisa
promissora a ser explorada para desenvolvimentos futuros.

Esse trabalho apresenta um modelo para aprimorar o envio de telemetria de dispositivos
IoT (Internet of Things), utilizando a ferramenta de Dispositivo Gêmeo presente na
plataforma de serviços de servidores em nuvem da Microsoft, chamada Azure. O aprimoramento
é feito através de um servidor, desenvolvido em Python, que interpreta a
telemetria recebida, define o estado atual do dispositivo e atualiza as configurações do
dispositivo emissor por meio do Dispositivo Gêmeo. O resultado para o dispositivo em
seus parâmetros normais de operação foi uma redução de 91% na quantidade de pacotes,
consequentemente no volume de dados trafegados na rede. Já fora de seus parâmetros
normais, a quantidade de pacotes aumentou 145% e consequentemente o volume de dados
trafegados pela rede também.

A literatura técnica em análise numérica oferta várias alternativas de métodos iterativos para a solução de problemas de otimização não linear aplicados à industria do setor de energia. No entanto, em se tratando de métodos iterativos aplicados ao fluxo de potência não linear, o método iterativo de Newton-Raphson e suas variações são praticamente unanimidade. A proposta de trabalho desta dissertação de mestrado tem por objetivo investigar o desempenho dos Métodos de gradientes Bi-Conjugados Complexos (CBiCG) não lineares em sua aplicação à problemas de fluxo de potência, em comparação com a formulação clássica, utilizando o método de Newton-Raphson em coordenadas polares no domínio dos números reais. Estes métodos, no entanto, foram implementados no domínio complexo por meio do uso do cálculo de Wirtinger Generalizado e a extensão das séries de Taylor ao domínio complexo. Como principais motivações para essa abordagem tem-se que os métodos de gradiente conjugado são de primeira ordem e não necessitam da fatoração da matriz jacobiana como se faz no tradicional método de Newton-Raphson, reduzindo desta forma o esforço computacional necessário para se obter a solução iterativa, além disso, em vista da complexidade computacional atual, tem-se notado uma tendência que a arquitetura dos processadores incorporem a SIMD (Single Instruction, Multiple Data), que refere-se a um conjunto de operações para manipulação eficiente de uma grande quantidade de dados em paralelo, usando um processador vetorial ou matricial, adequados à álgebra de números complexos

O fim do controle de preços sobre os combustíveis fez com que houvesse um aumento da competitividade entre empresas distribuidoras e revendedoras o que agravou a prática daadulteração dos combustíveis, pretendendo com isso ganhos ilícitos e sonegação de impostos. A adulteração mais comum do álcool combustível é realizada pela adição de água, sendo esta a prática mais simples. A técnica de Karl Fischer é uma das mais confiáveis para se medir o teor de água no etanol sendo recomendada pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), órgão regulatório, para avaliar os níveis de água presentes no etanol. Embora esta abordagem ofereça boa precisão e bom detalhamento quanto a presença de água, apresenta desvantagens como a necessidade de coleta de amostras, elevado tempo de análise, além da necessidade de laboratório e mão de obra especializadas. A técnica ultrassônica, pode detectar a umidade no etanol, de modo invasivo, através de amostras, ou não invasivo, obtida diretamente nas paredes de uma tubulação preenchida com o líquido. Com base nessas informações, o presente trabalho visa a propor técnicas de processamento digital de sinais para analisar e quantificar a presença de umidade em amostras de etanol combustível (EC) através da manipulação de sinais ultrassônicos que tiveram contato com a mistura em fase líquida e tiveram suas características alteradas pela presença da água. Para identificação e quantificação dos níveis de água na mistura EC-água, é utilizada uma combinação das técnicas de Análise de Componentes Principais (PCA) e Análise de Espectro Singular (SSA). Esta metodologia resultou na proposição de um novo score, que se relaciona com a informação da razão etanol/água presente na mistura, possibilitando a aplicação da técnica para analisar essa informação de forma não invasiva e em uma faixa mais ampla. Esta tese apresenta uma metodologia não invasiva para caracterizar, quantificar e classificar a presença de umidade no etanol combustível. Os resultados encontrados apresentaram-se promissores ao relacionar o score proposto com presença de umidade no etanol em maior ou menor grau. Experimentos realizados demonstram a viabilidade da técnica e abrem caminho para uma nova metodologia de monitoramento de condições totalmente não invasiva.

Este trabalho aborda uma solução de implementação de sistemas de rádio sobre fibra (RoF – radio-over-fiber) para aplicações em redes sem fio de quinta geração (5G) e gerações futuras. A solução proposta é demonstrada com a aplicação de um transmissor de múltiplos comprimentos de onda (MWT – multiwavelength transmitter) integrado em uma plataforma de fosfeto de índio (InP – indium phosphide), como fonte geradora de portadoras ópticas. Primeiramente, será apresentado o circuito fotônico integrado (PIC – photonic integrated circuit) e a caracterização do MWT, que integra oito laseres sintonizáveis em comprimento de onda, visando reduzir a complexidade e dimensões do transmissor, permitindo soluções 5G compactas, de alto desempenho e menor custo. Posteriormente à caracterização, é implementado um fronthaul óptico 5G multi-banda usando dois sinais no padrão 5G novo rádio (NR – new radio) e um sinal no padrão LTE-A. Os sinais são avaliados em dois cenários distintos, em função da magnitude vetorial do erro quadrático médio (EVMRMS), de acordo com os requisitos do 3GPP Release 15. No primeiro, três portadoras ópticas na banda C são moduladas de forma independente, cada uma com um dos sinais de radiofrequência (RF) mencionados caracterizando uma multiplexação por divisão de comprimento de onda, enquanto a multiplexação de subportadora é aplicada ao segundo cenário para modular conjuntamente os três sinais de RF uma única portadora óptica. Uma taxa da ordem de Gbit/s é demonstrada para validar a aplicabilidade do MWT integrado para permitir múltiplas aplicações e/ou diversos padrões de RF. O PIC do transmissor é implementado em sistemas de comunicações ópticos sem fio. A primeira implementação se refere a um sistema baseado na convergência das redes ópticas para as redes de RF, chamado fibra-sistemas sem fio (FiWi – fiber wireless). Neste sistema, três sinais de RF, nos padrões do 4G/5G, são simultaneamente transportados por um enlace de RoF de 12,5 km de comprimento. As transmissões de RF no meio sem fio são demonstradas através de um enlace em ambiente interno de 10 m de comprimento semelhante a uma picocélula e um enlace externo realista de 115 m de comprimento. A segunda proposta foi um sistema de RoF de 12,5 km seguido por enlace baseado em óptica de espaço livre (FSO – free space optics) de 1,5 m, visando a rede de acesso ao usuário final. Nessa prova de conceito, um sinal M-QAM foi transmitido em um canal do MWT apenas. Os sinais recebidos nas duas implementações estão em conformidade com os requisitos do 3GPP Release 15, em termos de EVMRMS, e demonstram uma taxa de bits de 1,36 Gbit/s e 230 Mbit/s nos cenários de 10 m e 115 m, respectivamente, e uma taxa de 160 Mbit/s para o enlace em FSO.

A regulamentação da geração distribuída (GD) lançou dúvidas sobre a sustentabilidade dos modelos de negócios das concessionárias. O impacto das tarifas net-metering e descontos de encargos de rede para GD foram questionados devido aos subsídios cruzados que resultam entre consumidores passivos e investidores de
GD. Além dos investidores da GD, outros novos participantes, como proprietários de recursos de armazenamento de energia e veículos elétricos, têm criado desafios para a regulamentação dos preços dos serviços de distribuição.
Esta tese aborda o debate comparando vários modelos diferentes de precificação de redes de distribuição da literatura. São sugeridas modificações nessas metodologias para adaptá-las à medida que fazemos a transição de um setor de distribuição que compreende usuários passivos para um em que os usuários são agentes ativos. São considerados os princípios de design de tarifa: simplicidade, sinalização econômica e reconciliação de receita. Os resultados apresentados são simulações realizadas com diferentes arranjos de geradores de energia alternativa e armazenadores de energia, usando um alimentador real de uma distribuidora no Brasil. Uma análise desses resultados é fornecida, a qual sugere que uma combinação de tarifas de localização e tempo de uso pode fornecer
sinais econômicos eficazes para esses novos tipos de usuários do sistema.

Componentes e dispositivos seguros sempre foram e sempre serão um desafio para a indústria eletrônica. Nesse sentido, há uma demanda constante e crescente por novas soluções que possam permitir confiabilidade no uso e autenticidade de componentes e dispositivos. O usuário final não é capaz de avaliar o risco existente, muito menos se o componente ou dispositivo é confiável em vários aspectos, principalmente no acesso indevido às suas informações. Este trabalho apresenta uma nova abordagem com a integração de duas tecnologias: Redes Blockchains, que implementam uma espécie de banco de dados descentralizado e inviolável, que pode aumentar a resiliência, segurança e garantia contra a alteração das informações cadastradas em sua estrutura; Funções Físicas Não Clonáveis(PUF), que permitem a geração de uma chave criptográfica forte, pois utiliza características físicas únicas de cada componente semicondutor, aumentando consideravelmente a segurança, simplicidade, proteção da propriedade industrial e a possibilidade de autenticação remota dos dispositivos. A contribuição aqui está na integração de tecnologias existentes, a fim de obter uma solução inovadora de autenticação e segurança cibernética para a internet das coisas e outros dispositivos.

Os óleos combustíveis (OCs) são explorados para produção de energia elétrica em usinas termoelétricas (UTEs), devido, principalmente, ao seu poder de combustão. Fatores econômicos também influenciam no uso dos OCs para geração energética, entre eles, o baixo custo por conteúdo energético, a disponibilidade devido a matéria-prima, facilidade de transporte e armazenamento, baixo custo operacional e de investimento, entre outros. O poder de produzir energia dos óleos combustíveis é definido pelo seu poder calorífico e está diretamente ligado à sua qualidade, como a massa específica, e a presença de contaminantes, como a água. Um óleo combustível com propriedades diferentes das esperadas/especificadas podem não só diminuir o poder calorífico, mas, também, pode causar danos aos equipamentos das UTEs, como corrosões e desgastes mecânicos. Logo, a análise da qualidade de óleos combustíveis é de grande importância para as UTEs. Este trabalho propõe uma metodologia para estimar três parâmetros da qualidade de óleos combustíveis: a massa específica, o teor de água em óleo e o poder calorífico. A metodologia proposta desenvolveu um sistema que dispõe de técnicas como a ultrassônica, capacitiva e de me dição de temperatura para estimar os parâmetros de qualidade. O sistema ultrassônico baseia-se no tempo de propagação das ondas ultrassônicas para estimar duas grandezas, a velocidade do som e a vazão do fluido. O sistema capacitivo correlaciona a variação da capacitância com o teor de água em óleo, partindo da associação existente entre sensor, óleo combustível e água. Os dados de medição de temperatura são utilizados em conjunto com os dados de velocidade do som para compensar o efeito da temperatura na estimativa de massa específica. Em posse das informações de temperatura e velocidade do som, e utilizando um algoritmo de classificação, desenvolveu-se um método para reconhecer a similaridade existente entre o OC em análise e as informações de OCs de uma base de dados. Com o resultado da classificação, obtém-se os scores e as informações necessárias para estimar a massa específica. Por fim, calcula-se o poder calorífico associando os da dos de massa específica e teor de água. Este trabalho apresenta os resultados obtidos em laboratório e em campo. Os resultados obtidos dos testes foram comparados com dados de laboratórios e fichas técnicas dos OCs, alcançando desvios relativos inferiores à 1,0% e 0,5% para a massa específica e poder calorífico, respectivamente.

As Redes de Distribuição Compactas (RDCs) proporcionam maior confiabilidade ao sistema elétrico de média tensão devido à proteção de polietileno presente nos cabos, a qual evita desligamentos indevidos por meio de contatos momentâneos entre os cabos e objetos aterrados. Além disto, o ganho de confiabilidade também está relacionado ao aumento da suportabilidade dielétrica do sistema, resultante da maior rigidez dielétrica do polietileno em comparação com o ar. No entanto, o polietileno apresenta envelhecimento acelerado se comparado com a isolação de porcelana e vidro, comumente utilizados nas redes convencionais (sem proteção nos cabos). A degradação do polietileno é ainda maior em áreas de elevada temperatura, umidade e poluição. Desta maneira, o envelhecimento do polietileno pode acarretar ao sistema elétrico diversos transtornos, como o aumento na quantidade de serviços de manutenção na rede, troca de equipamentos, curtos-circuitos, entre outros. Por outro lado, há na literatura uma escassez de métodos laboratoriais capazes de promover o envelhecimento acelerado dos cabos cobertos utilizados na RDC. A maioria dos métodos leva em consideração a avaliação de outros componentes poliméricos e muita das vezes, os métodos mais eficazes, são de difícil implementação laboratorial e apresentam custos elevados. Desta maneira, este trabalho propõe dois métodos próprios para a realização do envelhecimento dos cabos cobertos em conjunto com os isoladores poliméricos. O primeiro método de envelhecimento consistiu na utilização de dois fatores: aplicação de tensão nos cabos igual ao dobro da tensão fase-terra da rede e poluição causada por névoa salina. O segundo método adicionou o efeito térmico, devido a indução de corrente no cabo coberto a fim de obter 60°C em sua superfície. Para caracterizar o envelhecimento e avaliar a qualidade das amostras, foram utilizados nesse trabalho ensaios de acompanhamento, divididos em ensaios físico-químicos e elétricos. O objetivo dos ensaios físico-químicos é de determinar a influência do envelhecimento na estrutura do XLPE, analisando o índice de oxidação (IO), a energia de ativação do processo de degradação (E), o calor de fusão (CF) e a hidrofobicidade superficial do XLPE. Por outro lado, com base em ensaios elétricos, este trabalho avalia o impacto do envelhecimento do polietileno reticulado (XLPE) presente na cobertura dos cabos, na coordenação de isolamento da RDC de classe 15 kV. Os ensaios elétricos realizados foram: medição de descargas parciais (DP), medição de corrente de fuga (CF) e suportabilidade ao impulso atmosférico. Por meio dos resultados, conclui-se que o segundo método de envelhecimento causou a degradação no material, aumentando os índices de oxidação das amostras e reduzindo a suportabilidade dielétrica da rede frente a surtos causados por descargas atmosféricas de polaridade positiva. Considerando o primeiro método, embora as amostras ensaiadas apresentaram falhas pontuais ao longo do ensaio, não foram observadas mudanças estruturais capazes de provocarem reduções na suportabilidade dielétrica da rede. Com bases nos resultados, foi possível equacionar a tendência dos parâmetros IO, CF e Tensão de Disrupção ao impulso atmosférico com relação ao tempo de exposição ao envelhecimento, através de regressão linear. Além disso, verificou-se que, mesmo envelhecido, a suportabilidade do conjunto ensaiado frente a impulso atmosférico é maior do que o Nível Básico de Impulso (NBI) da rede. O problema mais crítico para a rede é a ocorrência de falhas devido às descargas superficiais no material, em forma de erosões e trilhamentos. Portanto, este trabalho sugere uma metodologia de ensaio capaz de envelhecer os cabos cobertos da RDC e avaliar a qualidade do produto.

Nos últimos anos, as fontes de energia renováveis e sustentáveis atraíram a atenção de vários investidores e partes interessadas, como agentes do setor de energia e consumidores. Os sistemas de energia elétrica têm experimentado a rápida inserção de fontes geradoras renováveis distribuídas e, como resultado, enfrentam desafios de planejamento e operação à medida que novas conexões são feitas à rede. É de grande dificuldade observar e antecipar os níveis exigidos de geração fotovoltaica, que são tarefas consideradas inerentes a uma rápida inserção na rede elétrica. Essa geração distribuída/renovável deve ser integrada de forma coordenada, de modo que não haja impacto negativo no desempenho elétrico da rede, aumentando a complexidade do gerenciamento de energia. Neste trabalho, uma estratégia multivariada, baseada em planejamento de experimentos (DOE), é endereçada para a previsão de geração fotovoltaica usando uma nova abordagem para parametrização e combinação de um conjunto de redes neurais artificiais (RNA). Duas questões principais serão exploradas: como selecionar as RNAs e como combiná-las no ensemble. Como complemento dessa metodologia, também é apresentada a redução de dimensionalidade dos dados climáticos através de Análise de Componentes Principais (PCA). A abordagem de planejamento de experimentos (DOE) é aplicada aos fatores da série temporal de geração fotovoltaica e aos fatores da RNA. Em seguida, é realizada uma análise de cluster para selecionar as redes que obtiveram os melhores resultados. A partir deste ponto, uma análise de mistura (MDE) é empregada para determinar os pesos ideais para a formação da previsão por conjunto ensemble. A metodologia é detalhada ao longo do trabalho e, com base na combinação de previsões, foi estimada a geração fotovoltaica para um conjunto de painéis específicos, localizado no sul do Estado de Minas Gerais. Por conseguinte, um estudo mais abrangente, que considerou um conjunto de dados de dezessete plantas de geração, com características sazonais, também foi examinado. A versatilidade do método proposto permitiu a alteração do número de fatores a serem utilizados no arranjo experimental, no modelo de previsão e no horizonte de previsão desejado e, consequentemente, aprimorou a determinação da previsão para os cenários estudados.

Os transformadores são equipamentos diretamente relacionados à confiabilidade do Sistema Interligado Nacional (SIN), sendo também, as concessionárias pressionadas pela melhoria na qualidade do serviço prestado. Nesse cenário o monitoramento em tempo real apresenta uma vantagem estratégica ao fornecer alarmes e informações para algoritmos de diagnóstico e condição do ativo. Porém o custo associado ainda é um fator limitante na disseminação do monitoramento, especialmente para transformadores de menor valor como aqueles presentes nas subestações de distribuição. Esse trabalho contribui com o monitoramento em tempo real de transformadores sobre dois aspectos. O primeiro sendo o desenvolvimento de um sensor de descargas parciais baseado no método elétrico de acordo com a IEC 60270, motivado pelo fato da vida útil do transformador estar diretamente associada à condição do seu sistema de isolação e de acordo com a literatura, aproximadamente 36% das falhas em transformadores são de origens dielétricas, sendo a medição de descarga parcial um dos métodos de avaliação da integridade desse sistema, uma vez que são indicativos de defeitos incipientes e apresentam comportamento acumulativo. O sensor desenvolvido foi submetido a testes laboratoriais de forma a garantir a segurança operacional da sua aplicação em 06 transformadores na classe 145 kV para monitoramento contínuo e, também, foi utilizado para medição de descargas parciais em um transformador com formação de gases combustíveis. A segunda contribuição é o desenvolvimento de uma metodologia para priorização de investimento em sensoriamento no âmbito de distribuidoras inseridas no mercado de energia regulado brasileiro, considerando que para o monitoramento de todos os subsistemas de um transformador são necessários outros sensores em conjunto com o de descargas parciais desenvolvido nesse trabalho. Essa metodologia considera as dimensões técnica, tecnológica e regulatória e foi implementada para uma população de 848 transformadores de diferentes distribuidoras em todas as regiões do país.

O problema de fluxo de carga é composto por variáveis e grandezas fasoriais e pode ser naturalmente formulado no domínio complexo; porém, sua aplicações são comumente desenvolvidas no domínio real. A solução via o método de Newton-Raphson, por exemplo, estaria restrita ao domínio real uma vez que a expansão em séries d Taylor em termos somente das variáveis complexas não existe. Mas, graças ao cálculo de Wirtinger, um método de Newton-Raphson baseado em expansões em série de Taylor de funções não lineares de variáveis complexas e seus conjugados complexos se faz possível. A medida em que novas tecnologias são implementadas nos sistemas de potência, como a incorporação de dispositivos FACTS, o desenvolvimento de aplicações de fluxo de carga se torna cada vez mais complexa, e manter suas formulações no domínio real necessita de uma árdua tarefa de álgebra. Para superar esta dificuldade, uma série de métodos de solução de fluxo de potência é proposta neste trabalho, especificados para solucionar sistemas híbridos AC/DC multi-terminal, sendo formuladas no plano complexo sem qualquer perda de precisão. Tanto a abordagem sequencial quanto a unificada para a solução do fluxo de potência híbrido AC/DC são derivadas no plano complexo. Com o objetivo de melhorar o desempenho dos algoritmos, também é proposto um algoritmo exato de fluxo de potência de segunda ordem no domínio complexo. Tais modelos de fluxo de potência no plano complexo são naturalmente desenvolvidos em coordenadas cartesianas; logo, a maioria das equações de restrições pode ser escrita como funções quadráticas. Consequentemente, a expansão em séries de Taylor se ecncerra na sua segunda ordem e a não linearidade exata das equações complexas quadráticas de fluxo de potência é mantida. Pequenas alterações na estrutura do código são necessárias para transformar o método de Newton-Raphson na abordagem exata do fluxo de potência no plano complexo. O novo algoritmo exibe um comportamento superior em redes totalmente AC ou híbridas AC/DC. A fim de mostrar a validade de suas formulações, os algoritmos propostos são implementados em Matlab para estudos de casos bem estabelecidos dos sistemas teste IEEE-14, -30, -57 e -118 barras, uma versão modificada do sistema de duas áreas IEEE RTS-96, e o sistema interligado nacional SIN-1916 barras. As características e vantagens dos algoritmos propostos são ilustradas através dos sistemas teste interligados através de uma rede DC propensa a vários cenários sob diferentes topologias, controles de tensão e injeções de potência ativa, por exemplo.

Resiliência dos sistemas elétricos de potência é um paradigma que vem sendo estudado com vista a dar continuidade ao serviço de energia elétrica durante a interrupção da fonte principal.
Isto leva à necessidade de utilizar os recursos existentes na microrrede de maneira inteligente com o intuito de, em primeiro lugar, atender a maior quantidade de usuários possíveis e segundo, durante a maior duração de tempo possível. Então, a questão converte-se num problema de otimização de energia.
Neste contexto, o atendimento das cargas importantes, como hospitais, governo, transporte, iluminação pública e telecomunicações, tem que ser consideradas como prioridade. Neste trabalho, a conexão das cargas prioritárias é feita antes das outras cargas.
O restabelecimento das cargas pode ser feito a partir de um organismo centralizado ou em forma descentralizada. Neste trabalho, será analisado o restabelecimento das cargas de forma centralizada, por intermédio de um órgão supervisor ou Sistema de Gerenciamento de Distribuição, ADMS por suas siglas em inglês (Advantage Distribution Managment System).
A metodologia inclui a conexão e desconexão remota de cargas e chaves, assim como a alocação de conjuntos bateria-inversor DC/AC (MTBESS) montados em caminhões em pontos estratégicos escolhidos inteligentemente como o intuito de restabelecer em primeiro lugar a maior quantidade de carga prioritária possível e logo as demais cargas.
Nesse sentido, as MTBESS constituem um ativo muito importante para conseguir esse multi propósito.
Este trabalho propõe uma estratégia para o uso das MTBESS em regimentes de carga e descarga com a ideia de suportar as demais fontes de geração para a atenção das demandas durante o tempo de interrupção.
Os sistemas de distribuição são muito dinâmicos, os cenários variam dependendo da disponibilidade de geração distribuída, horário, dia típico, etc. Então, a alocação de MTBESS, o estado das chaves (abertas ou fechadas) e as cargas conectadas podem variar de acordo com esses cenários.

Este trabalho apresenta uma proposta de modelos analíticos fechados para análise de sistemas de comunicação de rádio sobre fibra (RoF), utilizando a fotônica de microondas. Foram investigadas as influências dos efeitos da dispersão cromática da fibra óptica e das não linearidades dos moduladores eletroópticos e do fotodetector, na potência do sinal recebido. Esta contribuição sobre o tema possibilita a análise de transmissão de sinais de radiofrequência (RF) e microondas em longas distâncias. Com ajustes de parâmetros, é possível avaliar diferentes aplicações como em geração e conversão de sinais de altas frequências e em filtros fotônicos nas faixas de RF e microondas. Foram desenvolvidas soluções analíticas aplicáveis a modernos sistemas de comunicação que empreguem os recursos de 5G e 6G e que utilizem enlaces ópticos analógicos. Para isso, foi utilizado o teorema da adição de Graf para as funções de Bessel de primeira espécie e a transformada de Fourier, mostrando os espectros pelas diferentes partes do sistema no domínio da frequência. Foram comparados os resultados entre os modelos analíticos em grandes sinais propostos e os aproximados, destacando as diferenças mais significativas. As modelagens contemplam parâmetros de interesse nos projetos desses sistemas, incluindo excitação com sinais de grandes amplitudes. Entre os valores mais relevantes salientados estão as frequências dos sinais de RF de modulação, os índices de modulação, as perdas, as não linearidades e os coeficientes de transmissão dos moduladores eletroópticos. Ainda, são avaliados o comprimento de onda e a potência do laser, a responsividade e a não linearidade do fotodetector, a atenuação, o comprimento e a dispersão cromática da fibra óptica.
Para avaliação dos modelos analíticos propostos, investigaram-se enlaces ópticos de rádio sobre fibra com modulação de fase e de intensidade, ambos com detecção direta. Adotaram-se os formatos de modulações ópticas analógicas de fase, de intensidade com banda lateral dupla, com banda lateral única e com portadora suprimida. Foram utilizados moduladores eletróopticos externos de fase, de intensidade de tipo Mach-Zehnder com dupla excitação e com excitação simples. Além disso, são apresentadas aplicações na geração de frequências de microondas e na transmissão de informações digitais do tipo OOK, ambas utilizando a modelagem proposta. Com um único modelo é possível determinar as respostas para os enlaces com diferentes modulações ópticas analógicas que utilizarem os moduladores de fase ou de amplitude e com detecção direta.

Este trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência da aplicação do campo eletromagnético pulsado na precipitação assistida do carbonato de cálcio, para diminuir a oferta de cálcio dissolvido na água, como uma estratégia inovadora para prevenir e controlar a infestação do mexilhão dourado (Limnoperna fortunei) em usinas hidrelétricas. Entretanto, pode-se encontrar também aplicações de campo eletromagnético pulsado para evitar o acúmulo de calcário em tubulações e trocadores de calor, para abrandamento de água dura.
Com uma análise dos parâmetros reais da água de rio pode-se comprovar que a condutividade elétrica pode ser utilizada como uma abordagem indireta para monitorar o nível de concentração de carbonato de cálcio, e manter a quantidade de íons de cálcio dissolvido baixa para minimizar os problemas ambientais e econômicos causados pelo mexilhão dourado.
Para obter a precipitação assistida do carbonato de cálcio resultante da força magnética agindo sobre os íons de cálcio, bicarbonato e carbonato dissolvidos na água, aplicou-se um campo eletromagnético pulsado a 90 graus da direção de deslocamento da água dentro de uma tubulação de plástico, combinado com um repentino aumento da velocidade de deslocamento.
A escolha correta dos procedimentos e da forma de conduzir os ensaios para validar o conceito desse trabalho, se mostra imprescindível para que não resulte em baixa repetibilidade e reprodutibilidade nos estudos realizados.

Manter os geradores de plantas termoelétricas em um bom estado de operação pode ser uma tarefa deveras complicada porque, na grande maioria dos casos, utiliza-se um grande número de máquinas, cada uma delas gerando uma quantidade considerável de dados para serem monitorados. Além disso, soma-se o fato de algumas usinas termoelétricas possuírem contratos com a ANEEL, nos quais as mesmas deverão despachar energia de forma não programada pelo ONS. A categoria e o tipo de unidade geradora também são importantes, pois, espera-se que o tempo para sincronismo da primeira unidade e o tempo para atingir a potência máxima da central geradora seja de 30 minutos. Este período de tempo é relativamente baixo quando há um grande número de motores a serem partidos. Neste sentido, aplicar uma ferramenta inteligente capaz de mostrar o estado atual de cada motor, agregando eficiência para a partida e para a geração é impreterível.
Nesta dissertação, apresenta-se o desenvolvimento de um sistema inteligente para controle e monitoramento de malha de potência para usinas termoelétricas, que também inclui a elaboração de uma nova proposta para o método de análise hierárquica, que irá acelerar o processo de ranqueamento. O sistema mostrou-se capaz de monitorar uma extensa gama de variáveis provenientes dos geradores através de sensores. Outras funcionalidades estão em prover alertas, montar um banco de dados com as informações mais relevantes, implementar um supervisório capaz de exibir todas as informações exigidas pelo operador, mas também desenvolver um programa capaz de realizar análises ranqueadas dos geradores baseado nos dados coletados.
O escopo da dissertação aborda também a escolha dos sensores que serão instalados e dos dispositivos necessários para montar uma infraestrutura robusta para a transmissão de dados que atenda todos as funcionalidades requeridas.

Fontes de alimentação para dispositivos eletrônicos são cada vez mais um segmento significativo da carga total em redes de energia, as quais muitas podem impactar na qualidade da energia elétrica, assim como podem sofrer com os distúrbios presentes na mesma. Desta forma, muitos padrões e recomendações foram e estão sendo desenvolvidos para melhorar a compatibilidade entre redes elétricas e dispositivos eletrônicos, incluindo padrões que definem limites para distorção e afundamentos de tensão.
Neste viés, este trabalho apresenta algumas normas e recomendações pertinentes a distorções harmônicas, assim como recomendações para testes de imunidade de equipamentos submetidos a afundamentos de tensão. Diante disto, foram realizados testes experimentais em um ambiente controlado de laboratório com fontes de computadores, onde os parâmetros básicos foram registrados para permitir uma análise detalhada da condição de alimentação sob diferentes excitações de tensão. Portanto, em uma primeira etapa foi verificado a compatibilidade e imunidade destes objetos de testes frente a altos níveis de harmônicos de tensão e posteriormente, este fenômeno associado a afundamentos de tensão de até 50% da tensão nominal.
Com base na temperatura, tensão de saída (CC), corrente consumida e do funcionamento das fontes de alimentação, este trabalho demonstra que estes dispositivos podem tolerar distorções harmônicas de tensão muito maiores do que os limites típicos recomendados (até 10 vezes mais). Também foi verificado que as fontes de alimentação com controle de fator de potência (PFC) toleram níveis ainda mais altos de distorção de tensão, além de apresentarem melhor desempenho e consumirem menor corrente harmônica do que os designs de fonte de alimentação tradicionais. Os resultados mostram que diferentes formas de onda podem afetar o desempenho da carga, principalmente quando ocorrem concomitantemente a afundamentos de tensão, todavia nenhum dano foi observado para este caso.
A partir deste trabalho é factível pensar que as regulamentações, principalmente as que tangem as distorções harmônicas, necessitem de estudos e atualizações mais frequentes, haja vista a existência de diversos modelos de equipamentos, além da melhoria no design dos mesmos. Também fica evidente a necessidade de mais investigação com diferentes tipos e topologias de fontes de alimentação para uma avaliação abrangente de seu desempenho, além de avaliar a compatibilidade junto às normas e recomendações, tendo em vista que os atuais limites para distorções harmônicas podem ser considerados bastante severos quanto aos objetos avaliados.

O gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos é atualmente um dos grandes problemas da sociedade, pois quando não recebem uma disposição final adequada provocam grandes problemas de saúde, sociais e ambientais. Diante disso, os aterros sanitários apresentam-se como o meio mais indicado para a disposição dos resíduos. Nos aterros, a digestão anaeróbica de resíduos sólidos urbanos que acontece naturalmente, tem aparecido como uma interessante forma de tratamento destes resíduos, visto que o biogás produzido durante o processo pode ser utilizado para a produção de energia elétrica. Durante o processo de digestão anaeróbica há a produção de metano (CH4) que durante a queima para a produção de energia, transforma esse metano em gás carbono (CO2), apresentando uma vantagem para a redução de gases de efeito estufa. Diante disso, este trabalho apresenta um estudo do potencial técnico e econômico da geração de energia para o aproveitamento do biogás do aterro da cidade de Extrema MG por meio de uma rotina desenvolvida nos programas Scilab, Microsoft Excel e LandGEM. Os resultados indicaram que há grande potencial de geração de energia no aterro além de se mostrar um empreendimento economicamente viável. Foram apresentados dois cenários de venda, para venda em leilão de energia e para venda na geração distribuída, o primeiro cenário se mostrou inviável apresentando um prejuízo de R$ 48,81 por MWh e o segundo cenário mostrou que o empreendimento é bom investimento, apresentando um lucro de R$ 74,29 MWh

Para operação do transformador, o controle de temperatura desempenha papel fundamental, visto que esta é o principal limitante para o carregamento do transformador, afetando diretamente a sua vida útil. Dentro deste contexto este trabalho se propõe a estudar o comportamento térmico de transformadores com base nos dados do seu histórico gerado pelo sistema supervisório, e nos dados do clima gerados por uma estação meteorológica instalada na subestação. Este estudo utiliza a regressão linear para encontrar correlações entre a temperatura do transformador e outros parâmetros de operação. A análise de correlação tem o objetivo de verificar as inferências estatísticas das medidas de associação linear como o coeficiente de correlação múltiplo, que verifica a “força” ou “grau” de relacionamento linear entre uma variável e um conjunto de outras variáveis. Com esta informação levanta-se a tendência para a curva de elevação de temperatura do transformador e parâmetros como o seu carregamento. Foi então realizada uma aplicação de previsão das variáveis térmicas de um transformador trifásico 230/138/13,8 kV, 150 MVA utilizando temperatura do óleo, temperatura dos três enrolamentos, temperatura ambiente e potência ativa durante uma janela de observação de 7 dias com intervalos de 5 minutos entre as coletas. Após o tratamento e a tabulação das informações coletadas, foram estudas situações diversas de correlação sendo em cada análise escolhido um parâmetro como principal, ou dependente. Ao final das simulações foram encontrados alguns valores de R quadrado para cada situação, e consequentemente equações que representam a variável dependente. Ao se calcular a variável dependente com as equações encontradas, notou-se que a melhor equação para predição de situações de carregamento e de temperatura, foi aquela que utilizou mais variáveis independentes sendo os valores calculados mais proximos ao valor medido pelo supervisório SAGE. Finalmente, a partir da modelagem do sistema, a ferramenta poderá ser incorporada ao sistema SCADA do centro de operações das concessionárias de energia para auxílio nas análises de previsão de temperaturas do equipamento em situações críticas, ou mesmo, pode servir de auxílio para substituição em tela dos valores em caso de falha do equipamento de aquisição.

No caso da operação em paralelo de gerador síncrono com gerador assíncrono de indução, o gerador síncrono pode ser motorizado, quando o fornecimento da potência ativa pelo gerador de indução for maior que a potência absorvida pela carga alimentada pelos dois geradores em paralelo. Neste caso, tem-se como alternativa para se evitar esta ocorrência, a diminuição da velocidade do gerador assíncrono, para o propósito da diminuição de sua potência ativa de fornecimento. Esta dissertação descreve uma proposta de um sistema de controle de velocidade discreto para a máquina de indução que contempla esta solução. Uma placa eletrônica de aquisição de dados e um microcomputador são usados para possibilitar a implementação do referido sistema de controle de velocidade proposto, no qual não ocorre geração de harmônicos, porque não há conversores estáticos usando semicondutores conectados aos terminais das máquinas, um aspecto favorável com relação à qualidade de energia elétrica.

Reatores em derivação em alta e extra alta tensão, historicamente sempre
foram fabricados em tecnologia com núcleo de ferro imersos em óleo, devido
prioritariamente a questões relacionadas ao isolamento dos enrolamentos. Contudo,
com o avanço dos materiais isolantes e de técnicas de fabricação, tem sido possível
a fabricação destes equipamentos utilizando tecnologia com núcleo de ar, a qual tem
se demonstrado eficiente, ambientalmente amigável e, em muitos casos, com
menores custos de curto, médio e longo prazo. Fazendo-se necessário portanto, o
estudo de quais as implicações quando se opta por esta tecnologia, que tem sido cada
vez mais aceita no mercado mundial. São abordados os principais aspectos da
aplicação destes equipamentos, estabelecendo um paralelo entre ambas tecnologias,
no que tange os aspectos construtivos, a viabilidade de substituição (quais os casos
em que ela é ou não indicada), comparativo de perdas, aspectos de proteção, todas
as precauções e observações em termos de campo magnético, aspectos transitórios
(incluindo estudo de caso de dois equipamentos idênticos nas duas tecnologias, com
cálculos e simulações das frequências e tensões transitórias, TRT e TCTRT, bem
como um comparativo percentual entre os resultados calculados e simulados). Tais
comparações visam auxiliar a comunidade técnica, de modo a contribuir com a
tendência global em adotar a tecnologia do tipo seco, enfatizando as principais
diferenças e particularidades a serem consideradas quando da substituição da
tecnologia tradicional.

Proposta de melhoria no modelo de cálculo de perdas elétricas para reatores de núcleo a ar usando software baseado em elementos finitos, considerando geometria 2-D equivalente que facilita e torna mais rápido este tipo de simulação.

Neste trabalho será apresentado um estudo sobre o arco elétrico em sistemas elétricos indústrias abordando os métodos de cálculo de acordo com os guias IEEE Std 1584 – 2002 e sua revisão IEEE Std 1584 – 2018. Foram apresentadas as modificações introduzidas pela nova versão do guia, identificando as diferenças na avaliação do arco elétrico. Uma abordagem sobre as medidas de mitigação de arco elétrico também será realizada. O desenvolvimento do trabalho teve por base a análise comparativa dos métodos de cálculo de arco elétrico das versões 2002 e 2018, as quais foram aplicadas em um estudo de caso teste. Primeiramente, o caso teste será avaliado aplicando-se os métodos de cálculos de acordo com os guias 2002 e 2018, sendo executados em software dedicado “PTW”. Posteriormente, o caso teste será novamente avaliado considerando o decaimento AC das correntes de curto-circuito de geradores e motores, sendo executados em scripts desenvolvidos em “Matlab” e aplicando as equações dos guias 2002 e 2018. Os resultados das abordagens são comparados, e então avaliados a necessidade e urgência de revisão dos estudos de arco elétrico existentes, e também qual a influência ao considerar o decaimento AC das correntes de curto-circuito nos cálculos da energia incidente e na definição das vestimentas.

As macrófitas desempenham funções importantes no funcionamento dos ecossistemas em que ocorrem, tanto em reservatórios como em lagos e rios naturais, sendo responsáveis por manter o equilíbrio natural através de diversas funções, como oxigenação, filtragem e remoção de nutrientes da água, proteção contra ação erosiva da água nas margens, além de servir como fonte de alimento e refúgio para peixes, aves e outros organismos. Estas plantas estão tão intimamente relacionadas ao funcionamento dos ambientes aquáticos que a preocupação com sua preservação é fundamental para a manutenção da biodiversidade desses ambientes. Entretanto, em represas hidrelétricas, a presença excessiva de macrófitas no reservatório interfere no aproveitamento múltiplo da água e principalmente no processo de geração de energia elétrica.

A proposta técnica estabelecida nesta dissertação consiste em uma solução inovadora para as técnicas tradicionais de remoção e destinação das macrófitas presentes nos reservatórios de usinas hidrelétricas. Uma das inovações relevantes, além do método de retirada e transporte, consiste na utilização da biomassa destas plantas para geração de biogás, que por sua vez será convertido em energia elétrica, promovendo com isso uma destinação mais eficiente para estas plantas aquáticas, uma vez que atualmente são tratadas como lixo pela maioria das empresas que operam usinas hidrelétricas.

A presente proposta também engloba um sistema fotovoltaico flutuante, que será responsável pela alimentação do sistema de manejo das macrófitas durante a maior parte do tempo e que trabalhará em paralelo com a geração a biogás, criando assim um sistema híbrido de geração de energia renovável. Como será demonstrado, este sistema híbrido será superavitário, ou seja, será projetado para gerar mais energia elétrica do que a demanda do sistema de manejo, gerando com isso a necessidade de armazenamento ou destinação para a geração excedente. Após a análise das opções disponíveis, chegou-se à conclusão que a conexão deste sistema híbrido ao autotransformador da subestação da usina hidrelétrica seria melhor opção para o problema. Esta solução, entretanto, traz uma série de cuidados e especificidades para a sua implementação, que serão demonstrados ao longo deste trabalho.

Os resultados apresentados nesta dissertação são conclusivos, com base nos parâmetros de projetos apresentados, sobre os ganhos alcançados com a implantação do sistema de manejo de macrófitas e da geração híbrida propostos neste trabalho.

Nas plantas industriais os motores estão sujeitos a sofrerem falhas que podem ocasionar paradas na produção causando prejuízos econômicos. O monitoramento preditivo identifica estas falhas e reduz os custos com manutenção e operação. Neste trabalho, foram desenvolvidos sistemas de diagnóstico em motores de indução trifásicos baseados nas normas IEC 60034 e ISO 20816. O Sistema de Diagnóstico Regiões de Operação, através de uma rede neural de reconhecimento de padrões, classifica a região de operação do motor. O Sistema de Diagnóstico de Barra Quebrada do Rotor monitora o estado da máquina através de uma rede neural recorrente de memória longa de curto prazo, identificando o número de barras quebradas no rotor e a zona de operação conforme o ISO 20816. Por fim o Sistema de Diagnóstico \textit{Fuzzy} utiliza um sistema neuro-\textit{fuzzy} para prever o Fator de Redução do motor, prevendo possíveis falhas que ocorrem devido ao desequilíbrio de tensão.

Este trabalho apresenta uma topologia de uma referência de tensão e corrente pouco sensível em relação à temperatura de operação, tensão de alimentação e aos efeitos dos processos de fabricação CMOS. Para alcançar a compensação térmica, é utilizado uma configuração self-cascode composite transistor (SCCT), que é responsável pela geração das tensões PTAT (proportional to absolute temperature) e CTAT (complementary to absolute temperature), que são somadas através do auxílio de amplificadores operacionais (AmpOp) e espelhos de corrente.

O circuito fornece uma referência de tensão e corrente média, dos valores medidos, de 483,58 mV e 1,317 μA com coeficientes de temperatura (TC) de 25 ppm/ °C e 77 ppm/ °C respectivamente, operando em uma faixa de temperatura de -30 °C a 100 °C, com uma tensão mínima de 850 mV e PSR médio, em 50 Hz, de -15,2 dB e -16,36 dB em 1.8 V para VREF e IREF respectivamente. A área do circuito desenvolvido é 269 μm x 654 μm.

São apresentadas nesta dissertação, a descrição do projeto, e simulações pertinentes do circuito pós leiaute da topologia proposta e sua caracterização elétrica. O circuito foi desenvolvido usando um processo CMOS padrão de 180 nm.

O crescimento da penetração de grandes blocos de energia renovável baseada em inversores eletrônicos em sistemas de transmissão de energia pode diminuir a qualidade de energia desses sistemas, especialmente com o aumento da distorção harmônica e inter-harmônica e flutuação de tensão. A má qualidade de energia elétrica (QEE) pode afetar negativamente o sistema de proteção e pode causar envelhecimento prematuro do equipamento elétrico conectado ao sistema de energia. Assim, o monitoramento contínuo da QEE e em tempo real pode ser de grande valor para a operação, manutenção e expansão do sistema. Esta dissertação apresenta o sistema de monitoramento de QEE em tempo real implementado recentemente em duas subestações de transmissão da empresa TBE (Transmissoras Brasileiras de Energia) como parte do projeto P&D Aneel “Desenvolvimento de um sistema de monitoramento de qualidade de energia e tomada de decisões em linhas de transmissão” e que envolveu a participação de diversos pesquisadores da UFJF, UNIFEI e UFSC. O sistema de monitoramento é baseado na filosofia de Arquitetura de Subestação habilitada digitalmente ou Subestação 4.0 (SB4.0). A SB4.0 envolve conceitos de arquitetura aberta, independência de fabricante, interoperabilidade escalabilidade. O sistema desenvolvido para o monitoramento da QEE recebe amostras de sinais de tensão e corrente de uma Merging Unit (MU) através do protocolo IEC 61850-9-2 (SV) e calcula os vários parâmetros de qualidade de energia. Como o sistema usa o conceito SB4.0, o monitoramento da qualidade de energia é um aplicativo de software implementado em um computador industrial. Além disso, o sistema fornece um aplicativo de Gravação de Dados, executado como tarefa de software adicional que fornece oscilografia acionada por Distorção Harmônica Total instantânea (iTHD). Esta dissertação apresenta os principais aspectos da arquitetura do sistema desenvolvido e implementado, bem como os resultados de campo obtidos das duas subestações monitoradas.

O monitoramento e a manutenção dos transformadores de potência são de fundamental importância para o bom funcionamento do sistema elétrico, evitando falhas e paradas não programadas, dentre as falhas que podem ocorrer no transformador de potência, várias delas refletem no transformador com a aumento da temperatura. Inúmeras variáveis influenciam no aumento da temperatura interna do transformador como a temperatura ambiente, carregamento, umidade, pressão. Por isso neste trabalho foram utilizados dados reais de temperatura ambiente e o carregamento de um autotransformador monofásico (224MVA) para realizar a estimativa da temperatura do topo do óleo e do ponto quente do enrolamento utilizando Lógica Fuzzy. Posteriormente foi realizado a comparação da estimativa feita pela Lógica Fuzzy com o modelo da norma IEEE C57.91 com temperatura ambiente constante e variável durante o dia. Obtendo dessa forma um resultado eficaz, se mostrando uma boa alternativa em relação à norma IEEE C57.91, juntamente com uma sugestão quanto ao uso da temperatura ambiente constante ao longo do dia, conforme diz a norma IEEE C57.91.

No atual cenário que engloba os recursos energéticos distribuídos inseridos nos sistemas elétricos de potência, as microrredes juntamente com os sistemas de armazenamento de energia e cargas, têm se tornado uma solução com alto potencial em relação ao seu gerenciamento da perspectiva das redes de distribuição além de serem elementos essenciais dos chamados novos sistemas inteligentes de energia elétrica. A presença de um sistema gerenciador, centro supervisório, que coordene e automatize a operação estando a microrrede conectada ou desconectada da rede principal é necessário para a operação dos componentes da mesma. O referido centro assegura a capacidade de uma microrrede manter o fornecimento de energia aos seus consumidores, mesmo que ocorra um ilhamento ou rompimento de alguma linha de transmissão, modo desconectado. Este trabalho apresenta uma metodologia capaz de identificar possíveis ilhamentos formados em um sistema de distribuição e monitorar cada subconjunto ilhado usufruindo em seu estado ótimo. Essa metodologia se baseia em uma política de corte de cargas classificatórias, ou seja, o atendimento energético se dá por ordem de prioridade de modo que os serviços essenciais continuem sendo abastecidos em um cenário adverso. Considera-se neste trabalho um algoritmo para a realização do corte de cargas, que analisa o balanço energético de cada ilha separadamente em comparação com a carga dos consumidores alocados. Esse balanço utiliza como artifício a potência ativa das barras ilhadas, bem como a potência ativa dos clientes. Aborda-se neste trabalho o tempo de sobrevida de cada ilhamento de forma independente, isto é, o tempo de um subconjunto não gera influência em outro subconjunto. Para isto foi utilizado sistemas de armazenamento de energia, que ora carregam ou descarregam em sua taxa máxima conforme o ilhamento e atendimento da demanda. Por fim, os resultados obtidos exprimem a eficácia da utilização do método proposto, atestando o abastecimento de energia que uma microrrede pode disponibilizar no quesito da segurança e qualidade energética aos seus consumidores. Para a validação dos resultados, utilizou-se um sistema teste IEEE.

O estudo dos filmes finos de nitreto de alumínio (AlN) e dos dispositivos construídos envolvendo a tecnologia de ondas acústicas de superfície (OAS) é complexo. Contudo, este trabalho serve de base no desenvolvimento de dispositivos SAW, tais como filtros com alta seletividade, ressonadores, etiquetas de identificação, linhas de retardo, compressores de pulsos, sensores diversos (pressão, temperatura, biosensores). Os dispositivos construídos sobre filmes de AlN usam a tecnologia sem fio e são capazes de operar em ambientes agressivos sem sofrerem degradação.
A atividade se deu em quatro frentes: a primeira refere-se à síntese de filmes finos AlN, e visou ao estabelecimento de critérios a fim de caracterizar a deposição dos filmes AlN por pulverização reativa com magnetron e RF; a segunda diz respeito à aplicação das técnicas de análise por difração de raios-X (XRD), espectroscopia por infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, perfilometria e espectroscopia por espalhamento Rutherford (RBS); a terceira refere-se ao projeto de novos dispositivos SAW e fotolitografia; a quarta trata-se da caracterização acústica usando um analisador de rede, e visou-se a determinação da velocidade da SAW, coeficiente de acoplamento eletromecânico e resposta em frequência dos dispositivos. Neste trabalho, realizou-se um estudo dos principais problemas envolvidos na deposição dos filmes de nitreto de alumínio, com boa texturização AlN(100), e altamente cristalinos. Estudou-se a influência da alta velocidade SAW desses filmes de AlN sobre a confecção dos dispositivos SAW. Os principais parâmetros característicos do comportamento dos dispositivos SAW, fabricados na configuração de linha de retardo, foram analisados. Sugeriu-se um novo método de estimativa da velocidade SAW com base na resposta ao impulso dos dispositivos construídos. Donde esse novo método é mais abrangente que os encontrados na literatura científica.
Os resultados das análises dos filmes AlN são coerentes com os encontrados na literatura especializada. Foi possível construir dispositivos SAW com base na estrutura AlN(100)/Si(100). Os dispositivos SAW mostraram uma resposta no domínio da frequência satisfatória e seus parâmetros característicos foram determinados.

O trabalho aborda a avaliação da conformidade de transformadores de distribuição imersos em líquido isolante com o ensaio de tensão suportável nominal ao impulso atmosférico. Nesse ensaio, uma quantidade considerável de transformadores apresenta pequenas discrepâncias nos oscilogramas de tensão e de corrente, na forma de sinais de alta frequência (SAF), de curta duração e baixa amplitude, havendo questionamentos quanto à severidade desses indícios de falhas e seu real prejuízo à qualidade do transformador. Com isso, propõe se um estudo para investigar a existência de correlações entre pequenos indícios de falhas nos transformadores com resultados obtidos em outros ensaios adotados para o trabalho, denominados ensaios de acompanhamento, assim como verificar se, após o ensaio de impulso, alterações na qualidade do transformador são identificadas e registradas. E com base nos resultados, o critério em vigor de avaliação da conformidade para o ensaio de impulso é avaliado. A metodologia do trabalho consiste na adoção de ensaios de acompanhamento da qualidade das amostras, executados antes e após à solicitação do transformador no ensaio de impulso atmosférico. Os resultados dos ensaios são classificados e avaliados a partir das hipóteses criadas, por meio do teste de hipótese de Fisher. A metodologia proposta é aplicada a 63 transformadores de distribuição monofásicos e trifásicos e, com base nas avaliações, encontra se evidências favoráveis à correlação entre descargas parciais e sinais de alta frequência nos oscilogramas de impulso. Quanto à associação entre resultado do ensaio de impulso com alterações no ensaio de acompanhamento, não há evidências a favor de que discrepâncias do tipo SAF nos oscilogramas de impulso podem causar alterações nos resultados dos ensaios de acompanhamento adotados. Portanto, com o trabalho, defende-se uma maior aplicação do ensaio de descargas parciais como um recurso para laboratórios e fabricantes avaliarem a qualidade dos transformadores de distribuição antes da colocação em serviço. Além disso, o trabalho defende a manutenção do critério de avaliação da conformidade, quando da presença de SAF, ou seja, defende que discrepâncias do tipo SAF nos oscilogramas não devem ser rigorosamente levadas em consideração para reprovação da amostra, se não aumentarem ao longo da sequência normalizada de impulsos.

Técnicas de reconhecimento de padrões no Sinal Mioelétrico (EMG) são empregadas no desenvolvimento de próteses robóticas, e para isso, adotam diversas abordagens de Inteligência Artificial (IA). Esta Tese se propõe a resolver o problema de reconhecimento de padrões EMG através da adoção de técnicas de aprendizado profundo de forma otimizada. Para isso, desenvolveu uma abordagem que realiza a extração da característica a priori, para alimentar os classificadores que supostamente não necessitam dessa etapa. O estudo integrou a plataforma BioPatRec (estudo e desenvolvimento avançado de próteses) a dois algoritmos de classificação (\textit{Convolutional Neural Network e Long Short-Term Memory}) de forma híbrida, onde a entrada fornecida à rede já possui características que descrevem o movimento (nível de ativação muscular, magnitude, amplitude, potência e outros). Assim, o sinal é rastreado como uma série temporal ao invés de uma imagem, o que nos permite eliminar um conjunto de pontos irrelevantes para o classificador, tornando a informação expressivas. Na sequência, a metodologia desenvolveu um software que implementa o conceito introduzido utilizando uma Unidade de Processamento Gráfico (GPU) de modo paralelo, esse incremento permitiu que o modelo de classificação aliasse alta precisão com um tempo de treinamento inferior a 1 segundo. O modelo paralelizado foi chamado de BioPatRec-Py e empregou algumas técnicas de Engenharia de \textit{Features} que conseguiram tornar a entrada da rede mais homogênea, reduzindo a variabilidade, o ruído e uniformizando a distribuição. A pesquisa obteve resultados satisfatórios e superou os demais algoritmos de classificação na maioria dos experimentos avaliados. O trabalho também realizou uma análise estatística dos resultados e fez o ajuste fino dos hiper-parâmetros de cada uma das redes. Em última instancia, o BioPatRec-Py forneceu um modelo genérico. A rede foi treinada globalmente entre os indivíduos, permitindo a criação de uma abordagem global, com uma precisão média de 97,83%.

Os avanços tecnológicos têm permitido e facilitado a miniaturização da forma e tamanho dos componentes eletrônicos para funcionar na escala entre microwatts e miliwatts. De um lado, a tendência de criação de sistemas eletrônicos complexos e de alto grau de processamento, tais como dispositivos autônomos, aparelhos médicos e redes de sensores sem fio operados a baterias, necessitando de baixa potência para funcionamento na faixa de 50 µW a 100 mW surge como ações de redução de consumo de energia. Por outro lado, a Associação Brasileira da Indústria da Elétrica e Eletrônica (ABINEE) estima-se que a venda de pilhas e baterias para uso doméstico situa em torno de 1,2 bilhão de unidades por ano e o descarte de milhões de unidades destas, na maior parte irregular, devido ao término de vida útil ou perda de carga após inúmeras recargas. A possibilidade de utilização de fontes autônomas de energia como vibrações, movimento de fluidos, radiofrequência, acústica, luz, calor entre outros em conjunto com baterias ou mesmo substituindo-as vai auxiliar no funcionamento quase ininterrupto de dispositivos eletrônicos para operações críticas e prolongar a sua autonomia. No campo da nanotecnologia, novas oportunidades para fornecer energia a dispositivos de tecnologia assistiva e de acessibilidade estão surgindo a cada momento. O presente trabalho tem como objetivo construir um dispositivo microgerador funcionando a partir do movimento de fluidos magnéticos a base de uma mistura de dendrímeros de poliglicerol (PGLyD) com nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticos (SPIONs) sob um campo magnético, gerando correntes elétricas da ordem de microAmpere. Os resultados experimentais do protótipo mostraram-se promissores e satifatórios.

Este trabalho inicialmente apresenta a caracterização elétrica de camadas de ZnSnxGe1-xN¬2¬ (ZTGN) (10% < x < 90%) depositadas em substrato de vidro por sputtering combinatório e avalia o desempenho de células solares de heterojunção de silício (SHJ) que apresentam essas camadas como contatos elétron-seletivos. Bandgap, condutividade e energia de ativação variaram significantemente entre amostras ricas em Sn e Ge. Quando tais camadas foram aplicadas como contatos elétron-seletivos em células solares, o desempenho dos dispositivos foi baixo, com resultados surpreendentemente similares apesar de mudanças nas propriedades do material. A partir de análises e modelagem das características corrente-tensão de várias estruturas de células solares, com o auxílio de um algoritmo de Evolução Diferencial auto adaptativo, mostramos que a função trabalho do contato elétron-seletivo está em torno de 4.35 eV para todas as composições investigadas de Sn e Ge, o que é muito alto para formar um excelente contato. Através da comparação de diferentes arquiteturas de células solares, identificamos ainda que camadas ricas em Ge impõem uma barreira adicional à extração de elétrons, independentemente de sua baixa seletividade, devido a baixos valores de condutividade.
Após a identificação esses mecanismos de perdas, MgSnN2 (MTN) foi considerado como um bom candidato, já que apresenta bandgap adequado e alta concentração de elétrons para uma composição de 50% Mg/(Mg+Sn) (at.%). Desse modo, fabricamos camadas de MTN através de sputtering combinatório, sem aquecimento do substrato e à 200 °C, obtendo amostras de MgxSn1-xN2 (43% < x < 55%), com bandgap em torno de 2 eV, exibindo condutividade e energia de ativação que decrescem para amostras ricas em Mg. Quando tais camadas foram aplicadas em células solares, características JV similares àquelas observadas para ZTGN foram obtidas, mas com desempenho ligeiramente superior. As propriedades limitantes foram as mesmas, com função trabalho estimada em 4.16 eV, aumentando para 4.3 eV para amostras fabricadas à 200 °C; amostras ricas em Sn exibiram ainda alta afinidade eletrônica. Ainda, amostras ricas em Mg resultaram em curvas com severo perfil em “s” devido à baixa dopagem, como foi o caso de amostras de ZTGN ricas em Ge. Portanto, a dopagem desses materiais com elementos extrínsecos aparenta ser a abordagem mais relevante para a construção de dispositivos eficientes com contatos formados com camadas de ZTGN ou MTN.

Geradores síncronos tem provado através das décadas serem a solução acessível para sistemas elétricos trifásicos e se consolidaram como a peça fundamental em usinas em que a fonte de energia é renovável, como hidráulica e eólica. Assim, com um aumento constante das preocupações relacionadas ao meio ambiente nos dias de hoje, é também esperado um aumento no uso de máquinas síncronas, junto a mais pesquisas e desenvolvimento. Um desafio seria integrar o já consolidado conhecimento tradicional com ferramentas computacionais modernas. Tratando-se de máquinas elétricas, há mais de um procedimento ou técnica para resolver o mesmo problema, variadas combinações de novos algoritmos e livros do século passado têm ainda espaço para serem abordadas. Este trabalho propõe e desenvolve um conjunto de ferramentas que permite a análise de efeitos magnéticos em máquinas de polos salientes com soluções rápidas e precisas, aplicando o que foi ensinado pelos primeiros "maquinaristas", como Tingley e Park, junto ao MATLAB e Método de Elementos Finitos. Seus objetivos são obter a Força Magnetomotriz e a Densidade de Fluxo Magnético de uma dada máquina para que assim, em um trabalho futuro, calcular a matriz de indutâncias. FMM é calculada através dos métodos Tingley Box, Matriz de Enrolamento, e série de Fourier, permitindo a análise de cada espira. Densidade de fluxo é calculada por Análise de Elementos Finitos, que permite o cálculo dos fatores de invólucro que dão suporte à precisão da ferramenta ao compará-los com benchmark de fabricantes. No final, um guide no MATLAB é apresentado, que agrega todo o trabalho utilizando uma interface amigável.

Esta dissertação propõe uma nova metodologia para alocação de custos de sistemas de transmissão considerando a intermitência de fontes eólicas. Inicialmente, apresenta-se a formulação matemática da metodologia de alocação de custos de transmissão em bases semelhantes àquela adotada atualmente no Brasil. Este método decompõe o custo total do sistema de transmissão em duas parcelas: o custo da parcela utilizada da transmissão, alocado aos usuários conforme o uso efetivo da rede; e o custo da parcela não utilizada da transmissão, rateado entre os usuários na proporção de suas magnitudes de geração e consumo.
A principal contribuição desta dissertação consiste na inserção de um esquema de precificação nodal em um ambiente cronológico de simulação, permitindo analisar o comportamento dos encargos de transmissão frente à variação na geração eólica. O objetivo é calcular uma tarifa equivalente para cada participante do mercado nos segmentos de geração e carga, considerando a realidade operacional do sistema elétrico.
O algoritmo proposto é aplicado ao sistema IEEE-RTS (Reliability Test System) modificado com a inserção de uma usina eólica. Neste mesmo sistema, são também aplicados métodos determinísticos de tarifação, permitindo a comparação das tarifas resultantes. Diversos testes são realizados e seus resultados amplamente discutidos.

Esse trabalho apresenta o método desenvolvido para a otimização da performance dos EMCCDs do instrumento astronômico SPARC4. Para tanto, foram desenvolvidas duas bibliotecas em linguagem Python para o cálculo da relação sinal-ruído e da frequência de aquisição do CCD em função do seu modo de operação. Estas bibliotecas são utilizadas para a otimização dos parâmetros do CCD. São disponibilizados três modos de otimização: (1) otimizar a relação sinal-ruído, (2) otimizar a frequência de aquisição e (3) otimizar ambos os parâmetros ao mesmo tempo. Este último utiliza o Método de Otimização Bayesiano para a determinação do modo ótimo. Foi realizada uma série de testes para validação do funcionamento do método desenvolvido. Para a realização destes testes, foi implementado um simulador imagens artificiais para simular a imagem de uma estrela adquirida pelos CCDs. Após a validação, aplicou-se o método para a otimização do modo de operação dos CCDs para uma série de dados de noites de observação realizadas no observatório Pico dos Dias. Foi possível obter uma melhora na performance dos CCDs para todas as noites analisadas. Caso este método fosse utilizado como uma ferramenta para a otimização dos CCDs, seria possível obter uma economia de tempo de telescópio de 97,17 %, 65,08 % e 77,66 % para os modos de otimização 1, 2 e 3, respectivamente. Concluiu-se que o método desenvolvido pode ser utilizado para a determinação do modo de operação dos CCDs do SPARC4, contribuindo com uma melhora na qualidade dos dados científicos obtidos no observatório, assim como na alocação de uma maior quantidade de projetos para o mesmo número de noites.

A integração de geração distribuída (GD) à rede de distribuição tem crescido de maneira acentuada, especialmente a geração fotovoltaica, devido ao barateamento da tecnologia, políticas econômicas de incentivo e ao aumento da preocupação com o meio ambiente. Embora os benefícios da inserção de fontes renováveis na rede elétrica sejam inquestionáveis, é imprescindível que haja uma regulação eficaz que garanta a sustentabilidade do mercado formado por prosumers (consumidores que detém sistemas de GD), consumidores e concessionária. A regulação tarifária vigente (Net Metering) prevê que o excedente de energia proveniente do sistema de GD seja compensado pela concessionária, através de créditos na conta de energia. A concessionária recebe e distribui na sua rede o excedente de energia e o prosumer, tem até 5 anos para poder consumir o crédito de energia no mesmo posto tarifário. Na medida em que o número de prosumers aumenta, a receita da concessionária diminui, o que resulta num aumento da tarifa pelo agente regulador no próximo ciclo de revisão tarifária, já que atua no sentido de garantir o equilíbrio econômico-financeiro da concessionária. O aumento da tarifa incentiva ainda mais consumidores a adquirirem sistemas de GD, o que implica, novamente, numa diminuição da receita da concessionária. Este processo é chamado popularmente de “Robin Hood às Avessas”, visto que resulta em crescentes impactos sociais, e os consumidores mais afetados são os que não têm condições financeiras de investir em sistemas de GD. Esta dissertação tem como objetivo iniciar a representação do mercado inteligente do setor elétrico a partir do Modelo Econômico TAROT – Tarifa Otimizada visando maximizar o bem-estar socioeconômico e garantir a sustentabilidade do mercado, somente atingível a partir de uma regulação mais eficiente.

É bem verdade que o sombreamento parcial de uma matriz fotovoltaica reduz a capacidade de geração de energia. Acredita-se que a potência máxima de uma matriz fotovoltaica parcialmente sombreada seja inversamente proporcional ao percentual do sombreamento. Com tudo, consta na literatura que esse pode não ser o caso. A potência máxima de uma matriz pode ser tornar insensível ao percentual do sombreamento se um ponto crítico é atingido e, esse ponto crítico, depende do tamanho, número de módulos sombreados e da configuração da matriz. É constantemente relatado na literatura que em uma matriz fotovoltaica sob condições de sombreamento, a condição de menor impacto ocorre quando os módulos sombreados estão localizados na mesma coluna ou distribuídos em um número limitado de colunas. Na verdade, essa observação é 100% verdadeira em matrizes fotovoltaicas sem o uso do diodo de bypass. Conforme demonstrado nesta dissertação, a condição de menor impacto também pode ocorrer quando os módulos sombreados estão distribuídos em colunas distintas se os diodos de bypass são utilizados na configuração. Dessa forma, essa dissertação apresenta a relação entre a posição e o número de módulos sombreados versus a energia gerada por uma matriz fotovoltaica série-paralelo parcialmente sombreada e, estabelece um conjunto de equações analíticas para estimar a tensão, corrente e potência em cada ponto de máxima potência local, usando apenas informações da folha de dados, da maneira mais simples e direta, sem recorrer à
modelagem complexas, evitando completamente o procedimento iterativo, eliminando a incerteza de cálculo e reduzindo significativamente o tempo de execução. As expressões derivadas são validadas por meio de simulações. Verificou-se que a perda de potência de saída, está direta e principalmente relacionada à posição dos módulos sombreados na matriz fotovoltaica.

Uma compreensão ampla dos mecanismos subjacentes que reportam a pobreza aos aspectos econômicos, demográficos e ambientais é crucial na implantação de políticas intervenções para erradicar a pobreza extrema e generalizada e contribuir para o desenvolvimento regional. Para testar e visualizar as teorias existentes sobre as armadilhas de pobreza - a pobreza que se auto-reforça devido às más condições de equilíbrio - assumimos o desafio de modelar usando a teoria de sistemas dinâmicos. O modelo Wonderland define a estrutura básica para as equações e parâmetros propostos. Trabalhos anteriores modelaram matematicamente algumas interações entre economia, demografia e meio am-
biente, mas a inclusão da pobreza e das armadilhas de pobreza e seus respectivos efeitos sob um amplo ponto de vista á uma abordagem um tanto nova. O modelo proposto é testado sob condições estimadas de um cenário brasileiro real: o estado de Minas Gerais e suas regiões administrativas. Nas simulações, grandes escalas de tempo foram usadas para a visualização dos efeitos de politicas e intervenções sobre as gerações futuras. Os resultados ilustram que a dinâmica da pobreza pode ser melhor compreendida quando abordada por modelos matem ́aticos e contribui para a investigação das diferenças regionais. A modelagem das armadilhas da pobreza e o desenvolvimento sustentável usando conjuntos de equações algébricas e diferenciais requer uma visão holística, pois agrega
aspectos que transcendem a dinâmica da economia, engenharia e sistemas
sociais.

O uso eficiente do espectro eletromagnético se torna cada vez mais necessário com o aumento de dispositivos conectados. Uma possível solução é utilização oportunista do espectro nas faixas de VHF e UHF, atualmente alocadas para transmissão de televisão. Portanto, torna-se necessário avaliar a operação conjunta entre sistemas de radiodifusão e sistemas de comunicação móvel. Este trabalho tem como proposta identificar, analisar e medir a interoperabilidade entre estes sistemas, verificando a viabilidade de coexistência de diferentes tipos serviços. Neste artigo, medições foram realizados entre duas fortes candidatas para a próxima geração celular, o GFDM e o F-OFDM, operando juntamento com o atual padrão de radiodifusão brasileiro. Os ensaios propostos demonstram a flexibilidade das formas de onda GFDM e F-OFDM sobre a atual forma de onda utilizada comercialmente o OFDM, possibilitando assim a utilização oportunista do espectro entre usuários licenciados e não licenciados.

Este trabalho apresenta uma simulação em ambiente MATLAB/Simulink de um modelo baseado em um veículo elétrico (VE), E-Power V1, construído pela equipe EcoVeículo. Inicialmente, a história dos veículos elétricos é introduzida até chegar ao seu momento atual de alta relevância e demonstrando o motivo de ainda possuir a desvantagem de ter uma baixa autonomia. Baseado nisso, o trabalho é justificado propondo uma forma de recuperar energia através da frenagem regenerativa, utilizando como modelo o VE da equipe EcoVeículo. Assim, o trabalho demonstra os princípios básicos dos motores elétricos, focado no motor síncrono de imãs permanentes. Também são demonstradas três técnicas (single-switch, two-switches e three-switches) de frenagem regenerativa e o equacionamento das principais forças que agem sobre o modelo. Por fim, são expostos os parâmetros utilizados na modelagem e a montagem da simulação através de blocos e funções em ambiente MATLAB/Simulink. Através da simulação, são apresentados os resultados da eficiência energética, o tempo de acomodação, o torque elétrico e o erro em regime permanente, sendo menor que 1% em todas as técnicas. Na conclusão, é discutida a possibilidade de, como um trabalho futuro, implementar a técnica three-switches, que teve maior êxito na recuperação de energia, atingindo 79,1% de eficiência energética com 3678W recuperados, além da vantagem de ser a única técnica sensorless. Dessa forma, o trabalho contribui com a equipe EcoVeículo, implementando a tecnologia de frenagem regenerativa em uma simulação do veículo elétrico E-Power V1 e mostrando a vantagem competitiva ao fazer uso da técnica.

O aumento da sensibilidade dos equipamentos aos distúrbios elétricos e a disseminação de cargas não-lineares são alguns dos fatores que reforçam a importância da qualidade de energia elétrica (QEE). A má qualidade de energia elétrica pode resultar em problemas como interrupções de processos produtivos, danos em equipamentos, processos judiciais e perdas monetárias. Sendo assim, o monitoramento do estado da QEE na rede elétrica é um fator estratégico, uma vez que possibilita a identificação de áreas críticas. Os diferentes tipos de medidores, a quantidade massiva de registros de medições e os diversos indicadores de QEE estabelecidos pelo PRODIST fazem com que a gestão da qualidade de energia seja uma tarefa difícil de ser efetuada eficientemente sem o auxílio de um sistema adequado de gerenciamento de indicadores. Dentro desse contexto, esse trabalho apresenta uma revisão bibliográfica acerca das práticas adotadas no Brasil e no mundo, no que diz respeito ao monitoramento e gerenciamento de indicadores de qualidade. O trabalho apresenta também a especificação funcional de um sistema de gerenciamento de qualidade da energia (SGQ) contemplando a aquisição de dados, o algoritmo de cálculo dos indicadores e a interface gráfica para apresentação dos resultados de maneira intuitiva e direta. Considerando que os indicadores de QEE levam no mínimo uma semana para serem apurados, o processo de realização de testes do SGQ implantado seria demorado e ineficiente se fosse realizado a partir de dados reais de medição. Dessa forma, o trabalho propõe e aplica uma metodologia para a validação do SGQ desenvolvendo uma plataforma de testes em ambiente laboratorial a fim de testar todas as funcionalidades do software de maneira otimizada. Os desafios encontrados e os resultados obtidos no processo de validação do SGQ também são apresentados e discutidos.