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.

Esta tese propõe uma metodologia de análise de dados que auxilia na gestão de ativos através de subsídio à determinação de investimentos em transformadores de potência e reatores. Para tanto, foram utilizados dados de teor de água no óleo isolante dos equipamentos e as seguintes variáveis categóricas: classe de tensão, região de instalação (regional), criticidade, tipo e idade do equipamento. Destaca-se a viabilidade de aplicação da metodologia, uma vez que, tais categorias são dados técnicos cadastrais dos transformadores e reatores e o teor de água trata-se de uma característica essencial para determinação da condição operativa do óleo isolante, sendo uma das propriedades medidas nos ensaios físico-químicos realizados no óleo. A principal contribuição apresentada é a seleção de variáveis para avaliação de direcionamento de ações de manutenção, a serem priorizadas no desenvolvimento de um modelo. Tal objetivo foi atingido utilizando as métricas estatísticas Weight of Evidence (WoE) e Information Value (IV). A metodologia foi aplicada em um conjunto de dados de quase 10 mil amostras de óleo de 795 transformadores de potência e reatores do parque da ISA CTEEP, concessionária de energia elétrica do Brasil, responsável pela transmissão de energia do estado mais populoso do país e que possui a cidade metrópole nacional.

Resumo

De acordo com o novo modelo de mercado energético, as empresas do setor elétrico vêm se desenvolvendo de forma a se tornarem cada vez mais competitivas. Por outro lado, a demanda de energia vem aumentando ao longo dos anos e o investimento no setor elétrico não acompanha tal crescimento. Isto faz com que o sistema elétrico interligado venha a ser operado próximo à sua capacidade máxima.

A produção de energia através de fontes renováveis como eólica e solar contribuem para o desenvolvimento sustentável e minimizam as questões de déficit de energia. Entretanto, as fontes denominadas intermitentes, por questões de inercia síncrona pouco contribuem com sistema elétrico em caso de grandes distúrbios.

Neste cenário, os hidrogeradores ainda são as fontes mais confiáveis e desempenham um papel fundamental na estabilidade do sistema elétrico. Adicionalmente, os hidrogeradores com rotação variável podem contribuir significativamente para a operação do sistema, otimização de reservatórios e minimização de impactos ambientais. Ademais, com o desenvolvimento tecnológico, redução de custo de inversores e a ampliação de redes em HVDC propiciam a aplicação de hidrogeradores com rotação variável.

O objetivo do trabalho é propor um estudo da eficiência do hidrogerador de grande porte com rotação variável. Pretende-se mapear a eficiência da máquina para várias condições de carga e rotação, analisando o comportamento das máquinas em relação aos diversos tipos de perdas. Também será analisado os limites operacionais da máquina síncrona de polos salientes para várias condições de rotação.

As análises e simulações serão aplicadas em hidrogeradores de grande porte e como contribuição serão propostas curvas de capabilidade tridimensionais com a variação da frequência no terceiro eixo e as respectivas análises da influência das reatâncias, tensão, corrente na armadura e perdas nos limites operacionais da máquina.

A proteção contra faltas à terra no estator de geradores é um dos principais tópicos avaliados durante os estudos de proteção. Diversos métodos contra esse tipo de defeito foram desenvolvidos ao longo dos anos, entretanto, nenhum dos métodos tradicionais é capaz de garantir a seletividade do sistema de proteção em cenários que consideram a operação de múltiplos geradores em paralelo, aterrados por alta impedância.
A partir da revisão bibliográfica, identificou-se a proposição de um novo método capaz de superar essa problemática causada pelo paralelismo das máquinas. Contudo, apesar do elevado potencial de solução, essa metodologia foi avaliada somente através de simulações offline.
Diante disso, esse trabalho de dissertação propõe uma plataforma de teste através de um ambiente de simulação digital em tempo real no RTDS (Real-Time Digital Simulator) e avalia o novo método seletivo de proteção contra faltas à terra em um sistema elétrico composto por dois geradores síncronos conectados em paralelo.
Esse trabalho também contribuiu com o desenvolvimento de um circuito elétrico capaz de emular a geração de diferentes níveis de tensão de terceiro harmônico, tanto nos terminais quanto no neutro de cada máquina.
Nesse contexto, nove cenários de operação foram modelados a partir do sistema principal e realizou-se a simulação de curtos-circuitos fase-terra em todo o comprimento do enrolamento do estator da máquina síncrona. As simulações contemplaram a integração de relés comerciais de proteção através da técnica denominada hardware-in-the-loop no RTDS. Além disso, para a correta aplicação da metodologia avaliada, foi desenvolvido um sistema de comunicação entre os equipamentos.
Os resultados obtidos permitem concluir que a abrangência e efetividade do método avaliado está condicionado ao nível de harmônico presente em cada um dos geradores que compartilham o mesmo barramento.

O envelhecimento dos equipamentos instalados no sistema elétrico de potência é uma realida-de mundial. No Brasil, grandes instalações elétricas, como usinas, linhas de transmissão e subestações foram construídas nas décadas de 1960 e 1970. Portanto, equipamentos que ainda não foram substituídos estão em funcionamento há mais de 50 anos. A ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica define a remuneração das empresas que atuam no setor elétrico através de critérios que incluem, entre outros, o desempenho via indicadores de qualidade no fornecimento de energia elétrica e o valor investido pelas empresas, assumindo para os trans-formadores de potência instalados em subestações de distribuição uma taxa de depreciação tal que o equipamento é considerado totalmente depreciado em 35 anos.
A necessidade de substituir equipamentos envelhecidos concorre com outras exigências im-postas às distribuidoras de energia elétrica, como expandir o sistema para atender ao cresci-mento da demanda e retornar dividendo ao investidor. Neste contexto, as empresas do setor elétrico têm buscado aprimorar a gestão dos seus ativos, através de normas e metodologias que permitem uma análise detalhada dos critérios técnicos, econômicos e estratégicos.
Esta dissertação apresenta o “índice de saúde” (health index) como métrica relevante na ges-tão de ativos, capaz de hierarquizar as necessidades de investimento na renovação do parque de transformação das empresas. O trabalho proposto detalha a criação deste índice para trans-formadores de potência de subestações, descrevendo os dados necessários para diagnosticar as condições dos componentes internos (enrolamento, núcleo, óleo e isolação sólida), buchas de alta tensão e comutador em carga (OLTC – on-load tap changer), bem como apresenta todas as equações matemáticas que permitem o seu cálculo.
A proposta é aplicada em uma empresa distribuidora de energia elétrica brasileira, que adotou o “índice de saúde” segundo os critérios apresentados nesta dissertação para classificar os seus 681 transformadores de potência, instalados em 354 subestações. A classificação é uma das ferramentas de gestão de ativos adotadas pela empresa para fornecer justificativa técnica e econômica do plano de investimento para o ciclo 2023-2027 apresentado à ANEEL.

Apresentar-se-á uma descrição detalhada de um hidrogerador vertical síncrono de polos salientes, discorrendo sobre o projeto, sobre os processos de fabricação e sobre os materiais de todos os principais componentes.
Elabora-se uma descrição de todas as perdas envolvidas no cálculo do rendimento, suas origens e métodos para a redução das perdas e consequente aumento do rendimento.
Para consolidar os conceitos, discorre-se sobre uma abordagem teórica versando sobre os princípios do dimensionamento elétrico e térmico dos geradores síncronos.
Para enriquecer a abordagem teórica foram apresentados dois casos de aplicação. Em cada caso foi simulado duas alternativas, uma visando alto rendimento e outra visando reduzir o custo.
O primeiro caso trata de um gerador hipotético de 300 MVA e 120 rpm, com o intuito de expor o procedimento de otimização. Já no caso, esses rudimentos de dimensionamento são aplicados a um gerador de 100 MVA e 257,14 rpm que retrata um gerador real, fabricado, projetado e comissionado com êxito.
No segundo caso além de simular a máquina na forma como foi construída, expõem-se duas variantes adicionais. Numa primeira variante, sobre o projeto da máquina construída, elabora-se uma versão com o mesmo alto rendimento, porém, introduzindo atualizações tecnológicas com as que poderia se reduzir o custo original. Já na segunda variante no lugar do projeto original, elabora-se um gerador totalmente orientado para redução de custo. Assim, quando se procede à comparação de resultados, comparam-se a variante de rendimento otimizada, com a variante totalmente orientada para custo.
Finalmente faz-se uma análise do incremento dos preços de venda dos geradores orientados a alto rendimento, quando comparado com geradores dimensionados para otimização de custos, e uma análise de ganhos em venda de energia adicional decorrente da diminuição das perdas, chegando finalmente a estimar os anos de operação necessários para igualar o incremento do preço.

À medida que o sistema elétrico de potência (SEP) se expande, torna-se necessário tomar precauções com questões relacionadas a estabilidade e transmissão de energia, já que estas se tornam cada vez mais complexas. Neste cenário, a utilização de dispositivos FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System) proporciona uma melhoria na estabilidade e otimização do fluxo de potência da rede. Entretanto, a inserção de FACTS nas linhas de transmissão (LTs) pode modificar os valores de amplitude e ângulo de tensão e corrente do sistema onde são inseridos, ou seja, alterar as características da rede e, consequentemente, a trajetória da impedância medida. Tais efeitos podem então ser refletidos nos tempos de operação e nos alcances das zonas de proteção dos relés que tem sua operação baseada na medição da impedância, como é o caso da proteção de perda de excitação das máquinas síncronas conectadas a estas LTs. Neste contexto, são apresentados neste trabalho simulações computacionais e testes laboratoriais para analisar a resposta da proteção de máquinas síncronas conectadas a LTs com FACTs do tipo Static Var Compensator (SVC). Diversos eventos com e sem a presença de SVCs são simulados e armazenados em um banco de dados para teste off-line em malha fechada com um relé de proteção de gerador, avaliando o tempo de resposta das características tradicionais de proteção contra perda de excitação, as quais são comparadas com um método, baseado em uma Rede Neural Artificial (RNA) do tipo Perceptron de Múltiplas Camadas, implementado para melhorar a resposta da proteção nestes cenários.

A energia solar fotovoltaica vem apresentando forte crescimento nos últimos anos por ser uma energia limpa, renovável, competitiva e acessível. Neste contexto, o Planejamento de Experimentos (DoE) tem como premissa a análise, modelagem e otimização de experimentos, com confiabilidade estatística, economia de dados e custos. Desta forma, foi analisada a geração fotovoltaica em função das variáveis meteorológicas: radiação solar, temperatura, velocidade do vento e umidade relativa do ar, bem como a influência isolada e combinada de cada fator, com o objetivo de validar o modelo em condições incontroláveis e definir o ponto ótimo de operação. Os gráficos de Pareto e as Superfícies de Resposta embasam as equações de potência geradas, permitindo a previsão de resultados e estimativas futuras, assim como a definição dos pontos de ótimo técnico e econômico. Além disso, o estudo de caso demonstrou a validade do DoE em ambiente aberto e na operação dos painéis, possibilitando a identificação de ruídos ao longo das análises, tais como velocidade do vento e umidade relativa do ar. Situações ainda pouco exploradas pela literatura, mesmo com alta eficiência na análise de ruídos e com potencial para contribuir no diagnóstico de falhas e em estudos preliminares para a implementação de novos projetos.

No contexto da Indústria 4.0, o monitoramento remoto e diagnósticos aplicados a processos industriais é fundamental. Em plantas industriais em que as tecnologias são defasadas, esse processo pode ser realizado com a utilização de protocolos e ferramentas, tais como o MQTT, Modbus e Node-RED. Este trabalho aborda conceitos da Indústria 4.0 aplicados ao monitoramento remoto e diagnósticos, com o objetivo de criar uma interface que permita a comunicação com dispositivos de campo, que operem em protocolos como Modbus RTU, e seu usuário de forma remota. O trabalho proposto tem como objetivo criar uma interface que permita o acesso remoto aos dispositivos de campo em plantas industriais já instaladas e sem a tecnologia disponível. No contexto da Indústria 4.0, o monitoramento remoto e diagnósticos aplicados a esses processos são fundamentais para melhorias contínuas, tomadas de decisão, redução de custos, otimização da manutenção, melhoria da qualidade e outros fatores referentes a eficiência e segurança do processo produtivo. Para solucionar os problemas referentes a falta de tecnologia voltada para Indústria 4.0, foram realizados estudos para o desenvolvimento de uma interface capaz de realizar a conexão entre os dispositivos de campo desatualizados, que operem em protocolos como o Modbus RTU, e o acesso remoto. Foi feito um estudo do principal protocolo utilizado no chão de fábrica, que não possuí acesso direto as tecnologias para comunicação remota. A partir desses dados foram pesquisadas tecnologias e dispositivos capazes de comunicar com esse protocolo, realizar a troca de dados e possibilitar seu acesso de forma remota. Assim foi estudada uma ferramenta capaz de comunicar com essa interface, baseada no padrão TCP/IP, para fazer o acesso e controle remoto a partir de um computador, de qualquer lugar, conectado à rede de internet. Sendo assim, foi desenvolvida uma solução que realiza a troca de dados entre um dispositivo de campo e uma plataforma online através do protocolo MQTT, que opera sobre a arquitetura TCP/IP. Os resultados obtidos demonstram a possibilidade de adequação dos processos já existentes para o conceito da Indústria 4.0. Esse sistema permite o acompanhamento da eficiência e desempenho das operações, o que permite reduzir o tempo de resposta a eventos e falhas inesperadas no processo. Este estudo contribuí para o avanço do conhecimento nas aplicações relacionadas a adequação das plantas industriais dentro do conceito da Indústria 4.0, fornecendo uma solução prática e validada para execução das atividades mencionadas, o que permite sua utilização em futuras pesquisas em implementações relacionadas a atualização de processos industriais.

A expansão da rede de transmissão vem ocorrendo de forma significativa nos últimos anos. Visando a maximização do fluxo de carga, a estabilidade e a qualidade da energia nas linhas, e em todo o sistema elétrico de potência, dispositivos FACTS começam a ser empregados. Estes dispositivos atuam em favor da manutenção dos valores nominais dos parâmetros elétricos além de auxiliar o sistema na recuperação de seu estado estável após uma perturbação ou um colapso. Dispositivos FACTS do tipo Compensador Série Controlado por Tiristor (TCSC) são capazes de alterar a impedância da linha aprimorando o fluxo de potência além de contribuir para a estabilidade. Muitos estudos foram realizados, e pesquisas publicadas, para definir as melhores técnicas de controle dos dispositivos TCSC sendo que algumas delas estão em uso. Devido a grande diversidade de técnicas de controle, encontrar o método mais adequado a ser empregado, em um determinado sistema, pode ser algo não trivial. A presente dissertação trará duas técnicas, publicadas, de controle dos TCSC baseadas no modelo lead-lag, cujos parâmetros são definidos por meio de técnicas metaheurísticas do tipo Algoritmo Genético e do Enxame de Partículas. Os resultados encontrados nestas publicações serão simulados em ambiente Matlab/Simulink e confrontados com a aplicação da lógica Fuzzy com inferência linguística e composta por funções membro e regras simplificadas. Serão propostos três cenários de falha e os resultados das simulações comparados nas variáveis de velocidade angular, deslocamento angular, potência elétrica e impedância equivalente do sistema. Os dois modelos publicados e a lógica Fuzzy proposta conseguirão alcançar a estabilidade do sistema com resultados muito similares em todas as simulações. A grande diferença do emprego da lógica Fuzzy está em sua simplicidade de modelagem requerendo menos tempo, diferente das técnicas heurísticas que requerem maior tempo de modelagem e as vezes longas iterações para adequar os parâmetros.

Esta dissertação de mestrado explora o desenvolvimento e o impacto de um simulador de
Controlador Lógico Programável (CLP) baseado na web, visando aprimorar a educação
técnica e profissionalizante e promover a inclusão digital. Em um contexto onde a automação
industrial está em rápida expansão, e os CLP desempenham um papel crucial no
controle de máquinas e processos industriais, a complexidade da programação de CLP
representa um obstáculo substancial, especialmente para iniciantes. O simulador de CLP
desenvolvido, ao oferecer um ambiente virtual seguro e controlado para a programação
e simulação, emerge como uma solução educacional inovadora, permitindo que os usuários
experimentem e testem diversas estratégias de programação e controle. Sua principal
vantagem reside no seu acesso baseado na web, possibilitando o uso em qualquer local
com acesso à internet, o que confere flexibilidade aos estudantes e profissionais e elimina
a necessidade de equipamentos físicos, reduzindo riscos de danos ou interrupções na produção.
A relevância dos simuladores no processo de ensino e aprendizagem, reconhecida
também na literatura acadêmica, é particularmente destacada neste estudo, dada a sua
capacidade de proporcionar um ambiente seguro para a prática de habilidades complexas,
crucial em campos de risco como engenharia elétrica e automação industrial. A abordagem
da dissertação inclui desde a concepção até a implementação técnica do simulador,
além de uma análise baseada em pesquisas com usuários de nível técnico, visando avaliar
sua eficácia no processo de aprendizagem. Os resultados obtidos são importantes para o
aperfeiçoamento contínuo da ferramenta e para a expansão de suas aplicações educacionais,
enfatizando o potencial do simulador para aprimorar o ensino da programação de
CLP e contribuir significativamente para a formação de profissionais mais qualificados e
preparados para atender às exigências da indústria da automação.

Este trabalho apresenta um estudo de caso sobre a aplicação de um conversor do tipo
fonte de tensão em uma microrrede industrial, utilizando a topologia multinível em um
arranjo Back-to-Back. A principal finalidade é entender se a aplicação de um conversor
B2B-VSC pode ser viável em uma microrrede industrial, substituindo os limitadores de
curto-circuito pirotécnicos, indicando as vantagens e desvantagens em uma análise técnica. A microrrede, caracterizada pela presença de geradores síncronos, cargas substanciais e transformadores de grande porte, enfrenta desafios significativos relacionados ao alto nível de curto-circuito. Diante disso, critérios de engenharia são apresentados para avaliar a suportabilidade térmica e dinâmica de painéis e disjuntores de média tensão, cuja substituição representa não apenas um custo econômico considerável, mas também impactos na disponibilidade do processo produtivo. A principal proposta inclui o desenvolvimento de um modelo matemático detalhado para o conversor Back-to-Back multinível, sua implementação no programa ATPDraw e a modelagem simplificada de um limitador de curto-circuito pirotécnico. Os resultados indicam que, embora o limitador pirotécnico atue de maneira satisfatória, a busca por alternativas é justificada devido às implicações de custo e tempo de reposição. O conversor Back-to-Back emerge como uma solução inovadora, e o estudo de caso revela resultados promissores em termos de limitação de curto-circuito.

Os para-raios instalado em campo está sujeito a diversos tipos de sobretensões, e os varistores que compõem sua parte ativa devem ser capazes de, não somente absorver a energia imposta por estas solicitações, mas também apresentar níveis de degradação que não comprometam seu correto funcionamento após o evento. A busca por correlações entre energia absorvida por um varistor e sua degradação motivou a investigação proposta neste trabalho, no qual varistores de diferentes fabricantes tiveram suas capacidades de absorção de energia avaliadas frente a impulsos de corrente de diferentes formas de onda com duração da ordem dos microssegundos. A avaliação do nível de degradação das amostras durante o processo de envelhecimento foi feita por meio da leitura da corrente de fuga entre as aplicações de impulso, a partir das quais foram analisadas a potência consumida, os picos resistivos de corrente e as distorções harmônicas do sinal. Os resultados apresentam uma relação direta entre a duração do impulso e o número de descargas suportadas em diferentes formas de onda de mesma energia, e indicam que o tempo submetido à sobretensão é mais crítico do que a corrente de pico para a capacidade de absorção de energia dos varistores. Entretanto, amostras submetidas a impulsos mais curtos apresentam maiores variações na corrente de fuga, fator que pode levar o para-raios à avalanche térmica em operação

Na maioria das aplicações práticas, os módulos fotovoltaicos (FV) devem ser
conectados em série para alcançar determinado nível tensão desejado para uma dada
aplicação. Um problema que frequentemente acomete esse tipo de conexão é o
descasamento entre os módulos. Este pode ser causado por vários fatores, que podem ser
classificados como permanentes ou temporários. Para mitigar esse problema, os diodos
de desvio são a técnica mais amplamente utilizada devido à sua fácil implementação. No
entanto, essa técnica é adequada apenas para descasamentos temporários. Para
descasamentos permanentes, técnicas mais sofisticadas de mitigação são necessárias.
Nesse contexto, o conceito de processamento diferencial da potência (DPP) tem surgido
como uma boa solução para lidar com esse tipo de problema. Isso é decorrente do seu
baixo custo, facilidade de implementação e alto desempenho. Para isso, conversores CCCC, denominado conversores DPP, são conectados entre os módulos PV adjacentes. A
forma como esses conversores DPP são conectados ao longo da série de PV origina quatro
arquiteturas principais: FV-FV, FV-Bus, híbrida e em progressão. Dessa forma, oiv
objetivo deste estudo é desenvolver e implementar uma nova topologia denominado
BBB-ReSC. A mesma consiste em uma arquitetura híbrida que incorpora elementos tanto
dos conversores buck-boost bidirecional quanto do conversor a capacitor chaveado.
Notavelmente, a topologia proposta atenua problemas importantes que afetam tanto a
arquiteturas PV-PV quanto a PV-Bus. Especificamente, há uma atenuação do problema
do acúmulo de corrente desviada presente nas arquiteturas PV-PV e uma atenuação dos
elevados esforções de tensão inerentes das arquiteturas PV-Bus. Outra questão importante
é que a operação com comutação dissipativa nos semicondutores dos conversores SC
pode levar a altas perdas de comutação e baixa eficiência. Por sua vez, a solução
introduzida, consiste na substituição do conversor a capacitor chaveado pela sua versão
ressonante. Assim, tem-se uma operação com comutação suave, mitigando essas perdas
indesejadas. Para demonstrar a eficácia da topologia BBB-ReSC, foram realizados testes
utilizando séries FV compostas por quatro, seis e oito módulos FV. Esses testes foram
realizados por meio de simulações em ambiente MATLAB/Simulink®, bem como com
o uso de um protótipo experimental. Os resultados experimentais mostraram uma
recuperação energética de até 50% para as séries FV compostas por quatro módulos e de
33% para as séries FV compostas por seis módulos.

A estrutura física das Usinas Termelétricas é formada por vários componentes, dentre eles se destacam os motores de combustão interna (MCI). Fundamentalmente, neste tipo de motor, como o próprio nome sugere, a energia é produzida através da queima do combustível no seu interior. Como essa geração de energia termelétrica se mantém constante durante o período de operação da usina, estes motores estão constantemente sujeitos a estresses, devido a diferentes fatores como por exemplo, número de partidas, carga média, variação de carga e temperatura ambiente. Consequentemente, isso ocasiona várias falhas como desgaste, vibração excessiva, aumento da temperatura, diminuição da eficiência energética, entre outras falhas. Devido a este contexto, sabe-se que esses motores podem não trabalhar em seu melhor rendimento e, consequentemente, existe a necessidade de um sistema de monitoramento contínuo para verificar as condições de funcionamento. Porém, na maioria das vezes, esses sistemas de monitoramento existentes apenas indicam se os parâmetros monitorados estão em não conformidade após a ocorrência de uma falha - não permitindo uma análise antecipada das condições de operação da máquina. Tendo conhecimento disso, neste trabalho, uma metodologia de análise preditiva de falhas no motor de combustão interna, baseada no Processo de Controle Estatístico e Regras de Nelson, é proposta de forma inédita para analisar, de maneira preditiva, as condições operacionais da máquina com base nos dados históricos do sistema supervisório da UTE. Com a finalidade de dar um apelo prático às análises realizadas neste trabalho, os dados operacionais utilizados são os históricos reais do ano de 2019, do motor de combustão interna modelo 18V46 (do fabricante Wärtsilä), que constituem a usina termelétrica em pauta. O mecanismo de análise é validado por meio de dois estudos de caso, sendo o primeiro uma comparação entre o grau de severidade da condição operacional da unidade geradora 5 e o evento de parada desta mesma unidade geradora no dia 01/08/19 e o segundo estudo de caso os apontamentos estatísticos do grau de severidade da unidade geradora 5, quando ela retorna da manutenção pós parada. Demonstra-se que os resultados obtidos com a metodologia proposta corresponderam adequadamente aos lançamentos do registro de turno, sendo eles a degradação de certos subsistemas da unidade motogeradora 5 até a ocorrência da sua parada em Agosto de 2019 - o que a torna uma ferramenta promissora tanto para a tomada de decisões sobre manutenções na planta de forma precoce, quanto para ajudar os operadores das máquinas a verificar se as máquinas que voltaram de manutenção estão em condições boas.

O mercado elétrico, com a inserção de recursos energéticos distribuídos no sistema, caminha para se tornar um mercado inteligente no futuro. Nesse contexto de transição energética, as-pectos técnicos, econômicos e regulatórios devem ser revistos, assim como novos agentes e modelos de negócio devem surgir. O equilíbrio entre os interesses conflitantes de todos os agentes envolvidos é uma tarefa cada vez mais complexa, e os formuladores de políticas devem buscar um ambiente de crescimento sadio e amadurecimento do setor, de maneira sustentável, de modo a reduzir a pobreza energética e agregar mais valor à sociedade como um todo. A tomada de decisões pressupõe a existência de modelos que permitem equacionar e avaliar os impactos futuros das medidas em análise. Assim, essa tese se propõe a utilizar o modelo socio-econômico do mercado elétrico denominado Tarifação Otimizada (TAROT), com o objetivo principal de agregar a ele a representação dos novos agentes e as possibilidades de transações nesse mercado inteligente de modo a permitir a análise do bem-estar socioeconômico gerado com a inserção desses recursos na rede. A modelagem dos custos associados a micro e minige-ração distribuídas nas finanças das concessionárias, além de novos agentes como o agregador, são o diferencial desse trabalho. A partir do novo equacionamento proposto, um cenário inovador de prestação de serviços ancilares por prossumidores para a rede da concessionária foi avaliado. A aplicação do modelo foi feita utilizando dados de uma concessionária de distribuição brasileira, e foi possível verificar além dos efeitos nos principais agentes do setor, os níveis de penetração dos recursos energéticos distribuídos que agregam valor a sociedade. Através do modelo proposto, é possível simular diferentes cenários e seus impactos nos agentes, se provando assim uma ferramenta importante de auxílio na tomada de decisão dos órgãos reguladores.

Atualmente, os Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) têm sido utilizados nas mais
diversas aplicações tanto no setor civil quanto militar. No setor civil, os serviços de inspeção aérea vêm ganhando bastante atenção, principalmente no caso de inspeções de
linhas de transmissão de sistemas elétricos de alta tensão. Este tipo de inspeção envolve
um helicóptero transportando três ou mais pessoas (técnicos, pilotos, etc.) sobrevoando a
linha de transmissão em toda a sua extensão, o que constitui um serviço perigoso principalmente pela proximidade da linha de transmissão e possíveis condições ambientais (rajadas de vento, por exemplo). Neste contexto, a utilização de VANTs tem demonstrado considerável interesse devido ao seu baixo custo e segurança para técnicos de inspeção de linhas de transmissão. Este trabalho apresenta resultados de pesquisas relacionadas à aplicação de VANTs para inspeção de linhas de transmissão, de forma autônoma, permitindo a identificação de invasões da área da linha de transmissão bem como possíveis defeitos em componentes (cabos, isoladores, conexões, etc.) através do uso de Redes Neurais Convolucional (CNN) para detecção e identificação de falhas. Esta tese propõe o desenvolvimento de um sistema autônomo para rastreamento de linhas de transmissão de energia utilizando VANTs de forma eficiente e com baixos custos de implantação e operação, baseado exclusivamente no processamento de imagens em tempo real que identifica a estrutura das torres e linhas de transmissão durante o voo e controla a velocidade da aeronave. movimentos, guiando-o pelo caminho mais próximo possível.

É inquestionável a importância dos motores elétricos na indústria. Muitas dessas máquinas
têm um papel crítico nos processos em que estão inseridas, portanto, uma parada não
programada de um desses equipamentos pode comprometer o funcionamento de todo
o sistema, acarretando riscos operacionais e consequentes perdas financeiras. Dentre as
causas de avarias em motores de indução trifásicos, observa-se que de 26% a até 36%
são ocasionadas por falhas de isolamento. A literatura propõe a técnica de análise por
resposta em frequência (FRA, do inglês Frequency Response Analysis) como um método
capaz de realizar o acompanhamento gradual do envelhecimento do isolamento, trazendo
precocidade no diagnóstico com relação às técnicas tradicionais de monitoramento. No
entanto, as metodologias atuais para análise on-line - com a máquina em funcionamento
- além de serem invasivas, apresentam algumas limitações, como: falta de repetibilidade
nas medições, influência de cargas paralelas ao ativo monitorado, reduzida área útil para
análise do espectro. Nesse contexto, este trabalho propõe uma metodologia de análise para
auxiliar no tratamento dos atuais desafios destacados pela literatura. O estudo também
propõe um sistema de varreduras por acoplamento indutivo, garantindo um sistema de
análise não invasivo, condição que facilita sua instalação em campo e consequente adoção
pelo mercado. O sistema proposto utiliza o indicador estatístico ASLE (soma absoluta
de erros logarítmicos, do inglês Absolute Sum of Logarithmic Error) para acompanhar a
condição de isolação do motor. Foi realizado em laboratório um ensaio de envelhecimento
de um motor de baixa tensão, o sistema proposto foi utilizado para acompanhamento do
teste e constatou-se a evolução de 0,31 para 1,28 do índice ASLE, indicando a evolução da
degradação do dielétrico. Em contrapartida, o acompanhamento feito com megômetro não
apontou variações do parâmetro de resistência de isolamento, apresentando valores entre
300 GW e 400 GW. Também realizou-se um ensaio de envelhecimento de um motor de média tensão junto ao Laboratório de Alta Tensão (LAT) da Universidade Federal de Itajubá
(UNIFEI). Nesse ensaio, o equipamento proposto apontou variações no indicador ASLE
de 0,09 para 0,17 já na primeira semana, ao final no primeiro mês, o indicador apontava
0,21, já no final do ensaio, 1,03. O teste foi acompanhado com diversos equipamentos de
mercado, dentre eles, o sistema de medição de descargas parciais, que apontou variações
na taxa das descargas apenas após 24 dias de ensaio.

Esta dissertação apresenta uma análise comparativa entre as duas principais metodologias utilizadas para realizar os estudos de partida de motores, sendo a primeira denominada de método estático (snapshot), no domínio da frequência, e a segunda, intitulada de método dinâmico (The Speed-Torque and acceleration-Time), no domínio do tempo, utilizando como estudo de caso uma plataforma offshore típica composta por geradores e motores de indução de grande porte. Para isso, foram utilizados o software Power Tools for Windows (PTW) e o simulador digital em tempo real (RTDS) para realizar a análise das duas metodologias. A partir dos resultados do estudo de caso são apontadas as principais vantagens, desvantagens de cada uma, assim como as diferenças nos requisitos associados aos parâmetros dos equipamentos do sistema elétrico necessários para aplicar cada metodologia. Os resultados das simulações mostraram que o estudo de partida do motor no domínio do tempo fornece informações mais completas que o estático, ainda mais para este tipo de sistema em particular. Este trabalho revela a necessidade de os critérios de seleção entre as duas metodologias serem definidos na norma IEEE 3002.7-2018 e para sistemas isolados é altamente recomendável realizar uma análise no domínio do tempo.

Em sistemas elétricos de potência, um dos principais desafios enfrentados pelos operadores independentes dos sistemas (ISO) é garantir um equilíbrio confiável entre oferta e demanda de energia. Para isso, é necessário um planejamento adequado da operação do sistema. A Previsão de Carga de Curto Prazo (PCCP) é essencial nesse processo, uma vez que ela auxilia no planejamento das operações diárias, incluindo demanda e oferta correspondentes, definição de preços futuros de eletricidade e definição de reservas de geração. À medida que as tecnologias de redes inteligentes e as fontes intermitentes de energia renovável vem aumentando significativamente nos mercados de eletricidade, a tarefa de prever a carga se torna mais complexa e representa um desafio para os ISOs. Modelos não lineares baseados em técnicas de aprendizado de máquina tornaram-se bastante populares nos últimos anos, bem como o uso de modelos híbridos focados em problemas específicos. Este trabalho foca no desenvolvimento de modelos de redes neurais artificiais para resolver o problema de PCCP, dentre eles as redes neurais MultiLayer Perceptron (MLP) com diferentes números de camadas e as redes neurais recorrentes Long-Short Term Memory (LSTM) e Gated Recurrent Unit (GRU) em suas versões unidirecionais e bidirecionais. Além dos dados disponibilizados pelo ISO, informações de temperatura prevista obtidas do modelo Global Ensemble Forecast System (GEFS) foram utilizadas para tentar gerar previsões de carga mais precisas. Em geral, os resultados mostram que os modelos de redes neurais recorrentes produziram maior acurácia e resultados mais confiáveis do que os demais modelos, incluindo os modelos utilizados pelo operador brasileiro. Isso é enfatizado com a aplicação do teste Diebold-Mariano que realiza uma comparação pareada entre modelos.

O sistema elétrico brasileiro possui características particulares que demandam requisitos operacionais e aplicações de redes elétricas inteligentes bastante específicas. Pode-se citar, por exemplo, o fato de o sistema ser majoritariamente interligado, com grande extensão territorial e com a maior parte da geração elétrica sendo de origem hidráulica, situação que permite a inclusão de monitoramento de recurso hídrico como uma aplicação de redes elétricas inteligentes. Além disso, outras aplicações estão presentes, tais como medição remota, gerenciamento de energia, automação, resposta de demanda, eletrificação veicular, geração distribuída e controle de sistemas de proteção. Um fator que viabiliza estas aplicações é o uso de tecnologias de comunicação, as quais devem atender requisitos específicos para cada uma delas. Sendo assim, uma vasta gama de tecnologias precisam ser analisadas criteriosamente e tecnicamente para cada caso, como por exemplo WiMAX, NB-IoT, LoRa, Sigfox, Bluetooth, Zigbee, GOES, Wi-Fi, Ingenu, 6LoWPAN, DASH7 e as diversas tecnologias celulares. Neste cenário, o sistema de telecomunicações no Brasil está em constante atualização e se prepara para a chegada da rede móvel 5G, o qual foi analisado em todas as aplicações citadas e se mostra viável na maioria delas. Além disso, o 5G vem sendo amplamente estudado, sendo uma das tecnologias de comunicação sem fio mais citadas em publicações científicas relacionadas às redes elétricas inteligentes.

Um dos problemas comumente enfrentados por usinas hidrelétricas está relacionado à ineficiência do seu sistema de transposição de peixes (STPs). Muitas vezes, o sistema implementado não está funcionando de maneira adequada, devido à falta de controle, monitoramento, capacidade operativa, procedimentos ordernados de manutenção e transparência de dados. Se o STP não funciona corretamente, os peixes aos invés de optarem pelo caminho alternativo oferecido pelo sistema, acabam seguindo fluxos de água que não resultam em migração. Alguns passam pelas tubulações das máquinas geradoras, outros permanecem estacionados na soleira da barragem ou próximos ao vertedor. Assim, ficam reféns das manobras executadas na usina, as quais podem promover a morte em massa de peixes. Neste contexto, os orgãos ambientais fiscalizadores responsabilizam o empreendimento pelo dano causado ao meio ambiente e à comunidade, mediante a aplicação de multas. Apresentado o problema, o objetivo deste trabalho é criar um gêmeo digital (GD) com suporte em realidade virtual para um STP, visando à otimização geral da estrutura. Com isso, será possível controlar a estrutura real através de um modelo computacional que represente de maneira fiel o sistema físico. O GD implementado é formado por quatro partes principais: supervisório 2D, supervisório 3D, sistema de gestão da manutenção e um aplicativo móvel. Cada parte possui uma função específica e foi criada para atender às necessidades de operação, monitoramento, manutenção, simulação e treinamento. Além disso, o conjunto auxilia na construção de históricos operativos, os quais contribuem com a transparência e apresentação dos dados.

Em janeiro de 2020, o Operador Nacional do Sistema Elétrico deu início a utilização do programa DESSEM. Ele é um modelo desenvolvido pelo CEPEL e tem como objetivo determinar a programação diária da operação de sistemas hidrotérmicos, incluindo fontes intermitentes, com discretização de até meia-hora. Esse modelo atua de forma coordenada com os modelos DECOMP e NEWAVE que são modelos de médio e longo prazo para determinação do despacho e do preço de energia horário para o dia seguinte. Este trabalho apresenta um breve histórico do setor elétrico brasileiro, a forma em que é gerida a operação eletroenergética do país e são explanados o antigo e o atual modelo de programação diária energética, além da metodologia de funcionamento da etapa pós-DESSEM e suas repercussões. O objetivo é compreender e avaliar as interações entre os agentes e o ONS com o uso do DESSEM como modelo de curtíssimo prazo e os desvios observados entre as propostas de geração do modelo e as que são finalizadas na etapa da programação. O trabalho foca nas usinas mais importantes do sistema Furnas, utilizadas como estudo de caso. Além disto, a fim de se destacar a diferença entre as políticas de operação adotadas pelo modelo e as pelo ONS, foi proposta neste trabalho uma análise quantitativa, com o propósito de identificar uma possível variação sazonal de forma a aumentar a sensibilidade sobre os resultados da operação energética.

Junto com o desenvolvimento da sociedade, os índices de produtividade aumentam, fazendo com que as necessidades das pessoas a mudar. Como resultado, novas tecnologias surgem para cumprir a estabilidade do sistema e manter a tendência de desenvolvimento. Este fato leva ao crescimento da complexidade das cidades afetando sua vulnerabilidade e sustentabilidade. O estudo e modelagem das relações interdependentes entre as infraestruturas críticas das cidades podem fornecer não apenas planos de ação ideais para cenários de eventos extremos, mas também fornecem e planejamento estratégico de longo prazo para otimizar o sistema em direção ao objetivo desejado, que é o caso desta pesquisa. Este trabalho fornece um modelo confiável dos sistemas em uma cidade em desenvolvimento que visa representar as relações interdependentes nela, com suas variáveis, entradas, saídas e possíveis modificadores. Este plano irá, esperançosamente, pavimentar o caminho para o desenvolvimento econômico e energético da cidade para torná-la um cidade mais inteligente e também mostrando que é possível tornar inteligente a existente, não cidades planejadas e em desenvolvimento.

O Sistema de inferência fuzzy tipo-2 apresenta um desempenho superior em relação a
outros métodos para aplicações em sistemas com incerteza. Este trabalho apresenta a
arquitetura de um SIF (System Inference Fuzzy) tipo-2 que tem como objetivo utilizar
a função de pertinência trapezoidal que garante circuitos mais rápidos e simples. A arquitetura implementada em FPGA (Field Programmable Gate Array) consiste em cinco
blocos, fuzzificador, inferência, base de regras, tipo-redutor e defuzzificador. O hardware
apresentado consiste em duas entradas de 8 bits com três funções de pertinência trapezoidais para cada entrada, nove regras e uma saída de 8 bits com três funções de pertinência.
Os resultados da implementação em Verilog são comparados com a mesma arquitetura
implementada no Matlab® utilizando a Toolbox para type-2 fuzzy.

A dependência sazonal e local de recursos de energia renovável tem limitado suas aplicações na geração de energia. Os sistemas de armazenamento de energia são soluções promissoras para a intermitência dos recursos energéticos renováveis. As redes elétricas rurais enfrentam desafios de sustentabilidade econômica devido à baixa demanda de energia e à pobreza. À medida que os países passam por vários estágios de desenvolvimento, suas necessidades mudam. As necessidades de eletricidade dos países em desenvolvimento certamente serão diferentes daquelas das economias desenvolvidas. A maior parte da população global sem acesso à eletricidade, e todas as suas consequências, encontra-se nos países em desenvolvimento. O acesso à energia é, sem dúvida, um catalisador significativo para o desenvolvimento. Os países desenvolvidos necessitam principalmente de tecnologias para garantir segurança energética, resiliência e controle ocasional de emissões. Portanto, as microrredes são tecnologias emergentes capazes de suportar as diversas necessidades de vários estágios de desenvolvimento. Por exemplo, um projeto de rede rural em torno de fatores econômicos como agricultura e microindústrias pode mitigar a pobreza e melhorar a sustentabilidade econômica das redes rurais. Este estudo apresenta um projeto integrado de usina de geração de energia fotovoltaica com sistema de armazenamento hidrelétrico bombeado e instalações agrícolas na comunidade africana de Uhuelem-Amoncha. O projeto explora a disponibilidade natural do corpo d'água em uma área de assentamento elevada que oferece uma altura de armazenamento natural para armazenamento de energia hidrelétrica. O software HOMER (Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources) foi implantado para otimizar o projeto.
A planta de geração de energia fotovoltaica projetada tem uma capacidade nominal de 221 kW. Os resultados simulados mostram a probabilidade de fornecimento de energia da usina em 99,9%. O custo de energia (COE) oferecido pelo projeto é de 0,456 [US$/kWh], o que é 82% inferior ao custo atual de energia na comunidade do projeto baseado na geração através de geradores a gasolina. O Sistema tem 100% de penetração de energia renovável. A usina foi projetada para abastecer 50 residências com um consumo diário de energia doméstica de 4,46 [kWh] cada. A capacidade da planta também cobre a necessidade de água de irrigação de 50 acres de fazendas de milho. Um total de 100 unidades do sistema inteligente de controle de pragas projetado também será alimentado pela planta. Um esquema de refrigeração comunitária de 27 [m3] de volume equivalente faz parte da carga de projeto da planta. Os benefícios do esquema de irrigação, abastecimento de água, controle de pragas e refrigeração melhorarão o desenvolvimento socioeconômico da comunidade e sustentarão o investimento. A quantificação dos benefícios socioeconômicos e ambientais integrais é um assunto de pesquisa futura.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia que permite identificar os níveis confiáveis de penetração da geração renovável não convencional, como é o caso da geração fotovoltaica para o Sistema de Transmissão do Paraguai. De forma a atingir este objetivo, é desenvolvida uma metodologia para a quantificação das margens de estabilidade atuais, o reconhecimento de áreas críticas do sistema e a identificação de barras candidatas a possíveis reforços do sistema, como a inserção da geração solar fotovoltaica, e assim, obter uma avaliação do desempenho técnico do sistema. Por esta razão, algumas ferramentas clássicas de estabilidade de tensão são aplicadas, como a Margem de Carga (MC), obtida através das curvas PV e o Vetor Tangente (VT). Da mesma forma, esta metodologia permite obter os impactos positivos de uma maior penetração fotovoltaica, como um aumento significativo da MC, bem como eventuais efeitos negativos considerando a diminuição da inércia rotacional do sistema. Por outro lado, o trabalho também inclui uma pesquisa sobre os efeitos sociais da inserção de grandes obras de geração em regiões isoladas do sistema analisado, onde os resultados indicam que o acesso à eletricidade em comunidades isoladas e vulneráveis contribui enormemente para facilitar a integração econômica e social da população, inclinando-se para um desenvolvimento sustentável tangível. Finalmente, como conclusão, a metodologia para a análise proposta é válida, e até 15% da geração fotovoltaica pode ser instalada com segurança no Sistema Paraguaio.

O setor elétrico brasileiro passa por uma revolução frente aos desafios de modernização, necessidades de investimentos em redes inteligentes, inserção de novas tecnologias e recursos energéticos distribuídos. Neste contexto, é relevante a discussão sobre os mecanismos de estímulo à eficiência dos investimentos realizados pelas concessionárias, bem como a formulação de um arcabouço de práticas e conceitos (framework) que contribuam para que as empresas do setor elétrico possam atuar conforme uma estratégia regulatória, capturando os incentivos permitidos, cumprindo com as exigências regulatórias e buscando maximizar os benefícios para a toda a sociedade brasileira, proporcionando transparência e uma maior modicidade tarifária, uma vez que os custos das atividades de distribuição de energia estão diretamente relacionados com a gestão de ativos da empresa. Desta forma, quando se trata de gestão regulatória de ativos, há diversos desafios complexos de serem solucionados ou otimizados. De um lado, o foco das empresas reguladas é garantir o retorno dos investimentos na concessão, e por outro lado, o foco do regulador é garantir que apenas os investimentos prudentes sejam remunerados e, assim, garantir a modicidade tarifária. Este cenário é desafiador para ambos os lados. Apesar da maturidade e evolução conceitual das metodologias existentes para gestão de ativos, a prática cotidiana nas concessionárias, em especial das distribuidoras de energia, debatese contra uma variedade de abordagens das práticas tradicionais e, principalmente, com a falta de uma abordagem integrada que considere a complexidade do ambiente regulatório, sendo essencial para essas concessionárias o atendimento e a compreensão desse ambiente. Portanto, uma das principais contribuições deste trabalho é a formulação de um framework integrado de gestão de ativos regulados para empresas de distribuição. Com base nas exigências regulatórias, no mecanismo de remuneração de investimentos e em práticas adotadas pelas distribuidoras brasileiras, o framework proposto unifica práticas e apresenta conceitos e padrões que devem ser adotados considerando a perspectiva regulatória na gestão da sua base de remuneração.

A modelagem de carga em sistemas elétricos é um aspecto fundamental para estudos de estabilidade eletromecânica. A análise de fenômenos específicos passa pela correta modelagem da carga. O fenômeno de atraso de recuperação de tensão pós-falta (Fault Induced Delayed Voltage Recovery – FIDVR) está diretamente relacionado ao bloqueio de rotor (stall) dos motores de indução de aparelhos de ar-condicionado residenciais. Assim, a modelagem de motores de indução na carga é fundamental para análise deste fenômeno. O atraso na recuperação da tensão do sistema pode acarretar atraso também na recuperação de potência dos inversores conectados à rede de transmissão, responsáveis pela conexão da geração renovável eólica e fotovoltaica ao Sistema Interligado Nacional (SIN). Nos últimos anos, verificou-se no Brasil um crescimento vertiginoso da Micro e Minigeração Distribuída (MMGD), ou mais amplamente, dos Recursos Energéticos Distribuídos (REDs). Nos sistemas de potência ao redor do mundo, coexistem os ajustes modernos e os chamados ajustes legados da GD. Os ajustes legados são mais suscetíveis à desconexão para eventos sistêmicos. A modelagem de motores de indução na carga do sistema Acre-Rondônia leva à deterioração do desempenho dinâmico deste sistema, podendo este ser levado ao colapso. O suporte de tensão da GD pode contribuir com a recuperação de tensão deste sistema no pós-falta, mitigando o atraso causado pelo stall dos aparelhos de ar-condicionado e impedindo o colapso. Para isso, são necessários ajustes mais robustos para desconexão da GD, de forma que esta não se desconecte do sistema durante a ocorrência de eventos na rede, além de requisitos de priorização de corrente reativa e suporte de tensão dinâmico para os inversores que se conectarem ao sistema.

O autismo é um transtorno do neurodesenvolvimento relacionado à idade e ao sexo que acompanha o indivíduo ao longo da vida, sendo caracterizado principalmente por déficits persistentes em domínios centrais, como a comunicação social. Estima-se que ≈ 2% das crianças tenham algum traço de autismo. A etiologia do autismo deve-se principalmente a fatores genéticos hereditários (>80%). A importância do diagnóstico e intervenções precoces motivou diversos estudos envolvendo grupos de alto risco para o autismo, aqueles com maior predisposição ao transtorno. Tais estudos caracterizam-se por avaliar algumas características do próprio indivíduo ou dos familiares de indivíduos diagnosticados, visando principalmente predizer um diagnóstico futuro ou taxas de recorrência. Um dos principais objetivos da Inteligência Artificial é criar agentes artificiais capazes de comportamentos inteligentes, como problemas de previsão. Problemas de previsão geralmente envolvem raciocínio em ambientes de incerteza devido a alguma deficiência de informação, em que os dados podem ser imprecisos ou incorretos. Tais soluções podem buscar a aplicação de métodos probabilísticos para construir modelos de inferência. Nesta tese, discutiremos o desenvolvimento de redes probabilísticas capazes de estimar o risco de autismo entre os membros da família a partir de algumas evidências (por exemplo, outros membros da família com autismo).
Em particular, as principais contribuições inéditas desta tese são as seguintes: a proposta de algumas estimativas sobre pais com autmismo gerando filhos com autismo; o destaque para a diminuição da razão de prevalência de autismo entre homens e mulheres quando considerados os fatores genéticos; a corroboração e quantificação de evidências passadas de que o agrupamento de autismo nas famílias se deve principalmente a fatores genéticos; o cálculo de algumas estimativas sobre o risco de autismo para pais, avós e irmãos; uma estimativa do número de casos de autismo em uma família suficiente para atribuir as ocorrências de autismo à herança genética; a avaliação de algumas estimativas para indivíduos do sexo masculino e feminino dado evidencias em avós, tias ou tios, sobrinhas ou sobrinhos e primos; e a proposição de algumas estimativas indicando faixas de risco para autismo por similaridade genética.

O setor de distribuição de energia elétrica no Brasil apresenta características de monopólio natural e, portanto, necessita de regulamentação econômica. O mecanismo adotado para regulamentação tarifária é a Revisão Tarifária Periódica (RTP), realizada pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Atualmente a metodologia de análise de eficiência aplicada na RTP é o Data Envelopment Analysis (DEA) que busca comparar as práticas das concessionárias de distribuição de energia elétrica. As distribuidoras consideradas ineficientes, pelo DEA, devem direcionar seus esforços de ganho de eficiência sob as práticas gerenciais das distribuidoras eficientes. Este estudo sugere melhorias na metodologia vigente para análise de eficiência e sugere ferramentas que venham a ser úteis na definição de uma estratégia de ganho de eficiência. As análises apresentadas podem ser divididas em duas vertentes: setorial e corporativa. A vertente setorial sugere uma análise entre as distribuidoras reguladas pela ANEEL, nomeado de análise interdistribuidoras, na qual cada distribuidora é considerada como uma Decision Making Unit (DMU) no DEA. A análise interdistribuidoras realiza estudos considerando a base de dados definida pela ANEEL. O estudo também aplica o conceito de ‘clusterização’ do conjunto de DMUs pelo método k-means, para mostrar o efeito que a redução do conjunto de DMUs causa na análise de eficiência. Por fim, o impacto da eficiência do DEA é medido quantitativamente nos custos operacionais regulatórios (COR) das distribuidoras. A vertente corporativa sugere de forma inovadora um benchmarking interno, nomeado de análise intradistribuidora. Nesta análise a distribuidora é dividida em partes menores (regionais) e estas regionais são consideradas como as DMUs no DEA. A ideia de repartir a área de concessão em áreas menores é incorporar o efeito das características ambientais, como incidência de raios e altura de vegetação, na análise de eficiência. A tese apresenta um estudo de caso para uma distribuidora de São Paulo. A análise intradistribuidora também tem objetivo de auxiliar na estratégica de ganho de eficiência ao apontar as regiões mais ineficientes da distribuidora. O estudo, também, aplica outras duas técnicas de benchmarking, a Cross-efficiency Analysis (CEA) e a Ratio-based Efficiency Analysis (REA). O estudo do CEA e REA traz novos indicadores de eficiência tanto para análise interdistribuidoras como a análise intradistribuidora.

Neste trabalho é apresentada uma técnica para polarizar um comparador de corrente
CMOS. O circuito comparador de corrente utiliza o bloco seguidor de tensão dobrado
(flipped voltage follower - FVF) como estágio de entrada, e uma estrutura cascode é
proposta para polarizar de forma adequada este estágio. São apresentadas alternativas
para polarizar o bloco de entrada, sendo demonstrado o compromisso que existe entre
o tempo de resposta e a impedância de entrada do circuito. A tecnologia CMOS do
processo Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) 0,18 µm foi utilizada
para projetar e fabricar o circuito. Os resultados da simulação pós-leiaute mostram que o
comparador de corrente, com a estrutura proposta para polarizar o estágio de entrada,
exibe um tempo de propagação de 7,5 ns com um consumo de potência de 47 µW quando
a entrada é uma corrente pulsada de amplitude ±2 µA com frequência de 50 MHz. O valor
da impedância de entrada é de 50 Ω na frequência de operação. A corrente mínima, nas
baixas frequências, que o circuito pode detectar é de 200 pA. A estrutura cascode, proposta
para polarizar o bloco FVF, fornece um valor de tensão de 1,01 V com um coeficiente de
variação de ±0,001%. Os resultados da caracterização do protótipo fabricado confirmam
que a técnica proposta para polarizar o circuito de entrada do comparador de corrente é
apropriada e funcional.

Os sistemas de distribuição de energia elétrica representam o elo final entre as empresas geradoras de energia e os consumidores. Tendo características radiais, eles apresentam uma menor confiabilidade, de forma que a falha em algum componente causa a interrupção do fornecimento de energia. Mesmo com o desenvolvimento de novas tecnologias para melhoria na operação e manutenção destes sistemas, falhas e interrupções são inevitáveis. Quando ocorre a interrupção no suprimento de energia devido a uma falha, é necessário que seja feito o restabelecimento do sistema para atender a maior quantidade de cargas, com segurança e no menor intervalo de tempo possível. A rede de distribuição atual está em um estágio de desenvolvimento conhecido como rede elétrica inteligente, utilizando os avanços das tecnologias de informação e comunicação. Esta tese apresenta uma contribuição na implementação de estratégias de autorrecuperação dos sistemas de distribuição de forma descentralizada, que traz como principais vantagens a boa relação custo-benefício, a melhoria na confiabilidade e a possibilidade de expansão incremental do sistema. O sistema proposto é baseado em uma estrutura multiagente inteligente, no qual cada agente possui uma estrutura lógica que é classificada como hierárquica e híbrida. Hierárquica, pois as ações estão divididas em quatro níveis lógicos, a saber: de instinto, de operação normal, de operação anormal e de otimização e predição. E híbrida, pois além da parte lógica, as regras podem acionar rotinas numéricas que auxiliam no processo de tomada de decisão dos agentes. Várias funções de resposta à demanda, além das de autorrecuperação, fazem parte do agente, tais como: de sobrecarga, de corte de carga, de priorização