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.

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 de carga e de evolução da carga. Estas funções permitem que a solução de chaveamento da autorrecuperação encontrada leve em consideração não somente a carga atual do sistema, mas a sua evolução nas próximas horas. Na estrutura multiagente proposta, os agentes só se comunicam com os agentes adjacentes a ele, reduzindo a necessidade de um sistema de comunicação mais robusto e que cubra longas distâncias. Também é proposta uma estrutura de comunicação e troca de mensagens com redundância e eficácia, mitigando os riscos de uma comunicação errônea entre agentes. Mesmo com este tipo de comunicação, a ação do agente ocorre localmente, mas baseado em dados recebido de vários agentes (mesmo não adjacentes) do sistema. Existem também funções implementadas no agente que permitem que ele interaja com os sistemas de proteção tradicionais das redes urbanas de distribuição, monitorando o funcionamento de fusíveis, religadores e seccionalizadores, permitindo que se tenha as vantagens de uma rede elétrica inteligente, mesmo em um sistema ainda incompleto. O sistema multiagente proposto é validado através de vários exemplos com a utilização de sistemas de distribuição de energia e também com a implementação computacional dos agentes inteligentes hierárquicos híbridos propostos trabalhando em conjunto.

Este trabalho apresenta o estudo e a concepção de uma família de conversores CC-CC de alto ganho de tensão, não isolados, baseados na célula de comutação de múltiplos estados (multistate switching cell – MSSC) e células multiplicadoras de tensão (voltage multiplier cells – VMCs). Estes conversores podem ser empregados em aplicações como sistemas ininterruptos de energia e veículos elétricos, que empregam níveis de potência da ordem de alguns quilowatts e que os níveis de tensão de entrada são muito mais baixos do que os de saída. As vantagens inerentes às topologias propostas incluem esforços de tensão e corrente reduzidos nos semicondutores, melhor distribuição térmica, compartilhamento equilibrado de corrente entre as fases e dimensões reduzidas dos elementos magnéticos. Outro aspecto relevante é que os conversores derivados apresentam modularidade quanto à possibilidade de estender não apenas o ganho de tensão, mas também a potência nominal. Uma análise teórica abrangente do conversor boost 4SSC-VMC oriundo da família proposta é realizada. Resultados experimentais obtidos a partir de um protótipo de 1,3 kW são apresentados e discutidos para validar as considerações teóricas.

Este trabalho trata de uma proposta de um equipamento série composto por um conversor tipo fonte de tensão (VSC – Voltage Source Converter) baseado em Pontes H com IGBTs para controle de fluxo de potência entre ramais de distribuição. VSCs série, popularmente conhecidos em aplicações de FACTS (Flexible AC Transmission Systems) e no uso de filtros ativos série, possuem dificuldades na implementação e difusão comercial, mas recentemente este assunto vem proporcionando um novo interesse entre os pesquisadores aplicado na conversão de redes de distribuição radial em redes em anel ou malhadas. Similar a aplicação em redes de transmissão, os conversores série proporcionam uma função importante quando aplicados em redes de distribuição de média tensão. Dentre os principais benefícios do uso destes conversores série destacam-se seu uso para o controle e gerenciamento de carregamento/contingências de ramais interligados no qual proporciona melhorias importantes como redução de perdas técnicas, controle de fluxo de potência ativo a fim de permitir a operação desses sistemas em anel de forma permanente, que tradicionalmente são radiais. Além do mais, por causa do grande número de Geração Distribuída sendo instaladas no sistema elétrico de distribuição, a solução se torna vital para o aumento da capacidade e da confiabilidade das redes de distribuição. Assim uma aplicação prática de um VSC série interligando dois ramais de distribuição será descrito com foco em testes em um laboratório em 13,8kV durante distúrbios causados por variações de cargas. Demonstrando uma solução quando este conversor é instalado no final de dois ramais de distribuição, com o intuito de apresentar os desafios operacionais envolvidos na distribuição de energia e o aumento da capacidade dos ramais sem a necessidade de reconfigurações das redes de distribuição radiais. Enfim trata-se de uma validação experimental que inclui desde a modelagem, simulação, testes em campo, proposta de estratégias de controle e projeto físico do equipamento envolvido.

Shore Power é um dos nomes dados ao processo de utilizar a energia elétrica disponível nas instalações marítimas para suprir a demanda de energia elétrica necessária de uma embarcação durante o período em que ela se encontra atracada, que pode durar desde algumas horas até vários dias, substituindo o uso do gerador (principal ou auxiliar) da embarcação pela energia elétrica fornecida pela instalação portuária. Dessa forma, ao deixar de utilizar o combustível marítimo nesse processo, evita-se a queima de toneladas desse combustível fóssil, rico em concentrações de enxofre, diminuindo a emissão de CO2, NOx, SOx e outras partículas poluentes na atmosfera. Além das emissões, a substituição do gerador a bordo, ainda traz consigo a vantagem da redução de vibração e ruídos na região portuária. Esse trabalho faz uma abordagem de baixo pra cima (bottom-up approach) utilizando os dados históricos dos últimos onze anos de movimentação portuária no Brasil para verificar qual teria sido o impacto caso o uso da tecnologia Shore
Power tivesse sido aplicado naquele período além de indicar o potencial de ganho financeiro com seu uso no futuro nas principais instalações portuárias do país. As questões ambientais, regulatórias e a disponibilidade de recursos também são abordadas nesse contexto. Além disso, foi desenvolvido, através de ferramenta computacional, intitulada “Calculadora de Viabilidade de Instalação do sistema Shore Power usando simulação de Monte Carlo”, com registro no Instituto Nacional de Propriedade Industrial – INPI (Diretoria de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados), visando reduzir, ou ao menos perceber antecipadamente, o impacto da instabilidade dos mercados financeiros, possibilitando o planejamento do negócio ou projeto utilizando o conceito do Shore Power. A expectativa com esse trabalho é fomentar o uso da tecnologia Shore Power, buscando indicar potenciais ganhos com seu uso, mesmo que sua utilização não seja mandatória no país, mas que se mostra como uma alternativa verde na busca das melhores e mais conscientes práticas ambientais, além da criação de investimento e
tecnologia no país, tanto para o setor elétrico quanto para o portuário.

Com o advento da tecnologia eletroeletrônica, as indústrias têm investido em sistemas e em equipamentos visando o aumento de produtividade e da qualidade de seus produtos. Ao mesmo tempo, pesquisadores indicam que, atrelado ao seu uso os equipamentos e sistemas trazem grande sensibilidade em sua operação na qual impacta na continuidade produtiva gerando perdas econômicas significativas às empresas como principalmente às do ramo industrial.
As variações de tensão de curta duração (VTCDs), principalmente quando da ocorrência de afundamentos momentâneos de tensão (AMTs), trazem consequências muito graves para as unidades consumidoras (UCs), sobretudo, para aquelas unidades industriais com cargas sensíveis.
Torna-se, portanto, imprescindível que os estudos sobre custos de interrupção em processos industriais devido às VTCDs comecem a ser priorizados pelas concessionárias de energia elétrica e por pesquisadores, de maneira que os resultados venham a contribuir para a melhoria da imagem e da relação entre concessionária e seus clientes, bem como para a sociedade acadêmica, técnicos e agentes do setor elétrico.
O objetivo deste trabalho é apresentar os resultados de uma metodologia para obter os custos de paradas industriais devido aos AMTs. Trata-se de uma pesquisa direta, através de um questionário junto às UCs, composta por diversas indústrias supridas por redes de média tensão de concessão da EDP – Energias de Portugal.
Inicialmente foram selecionadas 70 indústrias, das quais 60 delas foram escolhidas pela própria EDP. Deste total, 33 aceitaram participar da pesquisa. Elas estão classificadas em 12 tipos diferentes de atividades, permitindo assim uma avaliação de custos por evento e por demanda instalada.
A pesquisa foi fomentada por um projeto de P&D ANEEL pela EDP, abrangendo indústrias da região sudeste (São Paulo e Espírito Santo) e seus resultados são muito coerentes em relação às poucas estimativas que podem ser encontradas na literatura, embora estas estejam relacionadas a desligamentos em maneira geral.
Para coroar o trabalho, os custos encontrados foram utilizados para se ter uma avaliação mais ampla a partir de medições existentes na EDP, considerando desligamentos que aconteceram em 61 barras de subestações nos estados do ES e de SP.
Por fim, cabe comentar que esta pesquisa trouxe uma contribuição técnica relevante para o setor elétrico brasileiro, ajudando a preencher lacunas existentes na literatura nacional quando o assunto tenta ser abordado.

Esta tese apresenta uma investigação destinada a detectar falhas prematuras em transformadores de potência. Para atingir tal objetivo foi necessário desenvolver um sistema de detecção de descargas parciais por meio de análise de sinais coletados diretamente dos terminais da bucha capacitiva e da corrente de fuga de aterramento. Desta forma, propos-se um sistema de aquisição, tratamento de dados e monitoramento de descargas parciais inovador ao mitigar pontos frágeis a partir da análise do estado da arte de sistemas de medição de descargas parciais utilizados pelos principais fabricantes existentes no mundo. Em seguida abordou-se os desafios e principais barreiras tecnológicas para a concepção e fabricação de sensores de campo destinados à essa atividade. Descreve-se ao longo do texto as escolhas técnicas adotadas visando o desenvolvimento de um sistema de monitoramento em campo e os desafios computacionais encontrados ao longo do processo de desenvolvimento de um programa para computador de análise, ágil e robusto a falhas. Em seguida são apresentados os métodos de filtragem digital utilizados para a tarefa de permuta entre o domínio do tempo e o domínio da frequência. Portanto o sistema proposto visa detectar a formação de descargas parciais em situações iniciais com técnicas de análise de dados e captura pelo acoplador capacitivo, processar tais informações e definir a correlação com técnicas consagradas de análise de formação de gases combustíveis detectados no óleo isolante. Também são descritas as dificuldades encontradas durante a investigação e os custos computacionais que essa ação de análise exige. Por fim apresenta-se, por meio de estudos de casos, alguns exemplos de detecção de falhas de transformadores instalados em campo, transformadores de corrente e para-raios, as vantagens do sistema de detecção de falhas proposto nessa pesquisa e a sua aplicação a diferentes dispositivos que compartilham da degradação através da formação de descargas parciais.

O Transtorno do Espectro do Autismo (TEA) é uma condição do neurodesenvolvimento que afeta cerca de 1-2% da população global e leva a desafios de longo prazo na vida social diária dos indivíduos com o transtorno. Baseado principalmente em sintomas comportamentais, o diagnóstico do TEA geralmente se dá a partir do segundo ano de vida. Além disso, as pesquisas apontam que as taxas de prevalência desse transtorno têm aumentado durante as últimas três décadas. Intervenções precoces baseadas na Análise do Comportamento Aplicada (ABA) tem contribuído com bons resultados nos tratamentos, demonstrando melhorias significativas na linguagem, capacidade cognitiva e habilidades sociais para muitos indivíduos com TEA. Além da ABA, Tecnologias Assistivas (TAs) como jogos, robôs entre outras, contribuem positivamente no processo de desenvolvimento e aprendizagem em comparação com outros métodos instrucionais. Assim, associar as práticas da ABA ao uso da tecnologia pode contribuir para processos de intervenção controláveis, estruturados, adaptáveis, estimulantes e cada vez mais efetivos. No entanto, observa-se que as TAs projetadas com base nos princípios da ABA para o tratamento do TEA não atendem aos critérios propostos por esta ciência. Dessa maneira, o principal objetivo deste trabalho foi propor o ALVINA: (A Protocol to Guide the Development and Validation of ABA-Based Technologies for the Treatment of Autism) um protocolo que orienta o desenvolvimento e validação de TAs fundamentadas nos princípios da ABA para o tratamento do autismo. Como forma de ampliar as reflexões e reforçar a importância e os benefícios do ALVINA, foi realizada uma avaliação, a qual ocorreu por meio da aplicação de questionários, em que participaram profissionais da computação e Analistas do Comportamento. Como resultado dessa avaliação, estes profissionais destacaram a relevância das informações do ALVINA, considerando-o capaz de envolver pontos importantes e essenciais no processo de compreensão de como validar e projetar TAs baseadas em ABA para o tratamento do TEA, além de atender de forma inteligível os princípios fundamentais desta ciência. Tudo isso demonstra o reconhecimento por parte dos profissionais envolvidos na avaliação do ALVINA sobre a importância e necessidade de um protocolo para o desenvolvimento e validação de uma TA proposta para ser utilizada durante o processo de intervenção. Ademais, como forma de demonstrar a aplicabilidade do ALVINA, este foi utilizado para validar o SEIA: Sistema de Ensino Baseado em Inteligência Artificial e ABA e o TEO: Uma Suíte De Jogos Interativos Para Apoio ao Tratamento De Crianças Com Autismo. Por meio desta validação, os Analistas do Comportamento analisaram as fragilidades e potencialidades do SEIA e do TEO. As orientações descritas pelo ALVINA também foram utilizadas para o desenvolvimento de um protótipo chamado AUTISMALG: Aplicativo para Auxiliar no Ensino da Identificação e Contagem de Algarismos para Crianças com Transtorno do Espectro Autista. Esse protótipo, se propôs identificar e compreender a aplicação das recomendações de cada diretriz proposta pelo ALVINA no desenvolvimento de uma TA. Por fim, espera-se que as orientações propostas por este protocolo sejam eficientes na validação e desenvolvimento de TAs, visando garantir a execução correta das práticas da ABA durante o processo de intervenção, proporcionando, assim, melhorias para o tratamento dos indivíduos com TEA.

Este trabalho apresenta uma nova abordagem para tratativa de energia reativa excedente em plantas industriais que possua bancos de capacitores na subestação em obsolescência e limitados a elevados números de manobras. A proposta desta tese é realizar estudos com a finalidade de otimizar um sistema distribuído discreto, a partir de dados amostrados no setor industrial, que contenha problemas no sistema de controle de fator de potência em subestação e consequentemente excesso de energia reativa. Para propor soluções destes problemas, foram realizadas as modelagens do sistema distribuído e a análise das propriedades do mesmo através de simulações em computador. A ferramenta que foi utilizada para sistema discreto é a Rede de Petri Colorida no CPN Tools. A partir do modelo em RdP obtém-se um sistema de tomada de decisão autônomo para ligar e desligar os bancos de capacitores de acordo com a corrente dos fornos, tensão, tempo de atuação das cargas, tempo de descarregamento dos bancos de capacitores e horários do dia definidos pela resolução ANEEL 505, de 26 de Novembro de 2001, visando o alcance do fator de potência próximo a 1,00 e menor quantidade de manobras de disjuntores de alta tensão. Implementando o modelo elimina-se o excesso de reativo, multas, prolonga-se a vida útil dos disjuntores, bancos de capacitores, reduz-se a exposição de pessoas em manobras de disjuntores e não se envia ruídos nas linhas de transmissão da concessionária. Concluindo o desenvolvimento e implementação do novo modelo lógico de sistema de automação de fator de potência, foi possível alcançar 96% de redução de excesso de energia reativa, equivalente 720.423 kWh por ano nas faturas de energia enviada pela concessionária e redução de 90,4% de número de manobras dos disjuntores em relação ao método tradicional de automação de banco de capacitores. O sistema também possibilitou um melhor entendimento estruturado de lógica de automação e assertividade na implementação do sistema no controlador industrial, não gerando interferências no processo e retrabalhos.

O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma nova topologia de conversor CA-CA direto a capacitor chaveado. Essa topologia emprega apenas elementos semicondutores e capacitores apresentando-se como uma alternativa aos autoautotransformadores de baixa tensão com custo e tamanhos reduzidos. Essa nova estrutura pode operar como elevador ou abaixador de tensão, com ganho de até 3 ou até 1/3 disponibilizando 3 níveis distintos de tensão na saída. Inicialmente, o contexto do emprego de autotransformadores é mostrado para diferentes aplicações. São apresentadas estruturas de conversão CA-CA diretas, desde as que operam em baixas frequências utilizando retificadores controlados, até as acionadas por PWM que empregam interruptores de alta velocidade. Dentre essas últimas destacam-se os conversores a capacitor chaveado pela simplicidade construtiva e desempenho. Nesse trabalho é apresentada, a nova topologia proposta e as suas etapas de operação. São desenvolvidas as expressões matemáticas para cálculo dos elementos que compõem o conversor. Por fim, um circuito é projetado, simulado e testado em bancada de forma que possa ser validado os seus cálculos e o seu funcionamento. Nos testes em bancada o conversor apresentou rendimento de 87,18% e regulação de 92,68% à plena carga. Ao final do texto é apresentada uma proposta de continuidade do trabalho para a conclusão da tese.

Afundamentos Momentâneos de Tensão são variações na tensão eficaz que podem causar o mau funcionamento de equipamentos elétricos. Caracterizados principalmente por sua magnitude e duração, tais eventos apresentam diversas outras características que podem influenciar no comportamento dos equipamentos elétricos. A determinação da curva de sensibilidade a afundamentos de tensão varia de acordo com o tipo de equipamento, sendo um fator importante na análise de parada de processos produtivos em sistemas industriais. Dos métodos de caracterização de curvas disponíveis na literatura técnica, utiliza-se neste trabalho o método da Esquerda para Direita proposto pela IEEE 1668-2017, de forma automatizada em malha fechada no RTDS. Os componentes testados são os mais utilizados nas instalações industriais em baixa tensão (até 1000V): contatores c.a. e c.c., fontes em corrente contínua e CLP. Os equipamentos são testados individualmente, e também em conjunto, simulando uma bancada industrial. As curvas de sensibilidade são levantadas realizando-se repetições de mesmo tipo de evento, de forma a investigar a ocorrência de possível zona de incerteza. Os resultados são analisados e são feitas considerações sobre os procedimentos adotados, bem como sobre a sensibilidade dos equipamentos.

Os sistemas de distribuição de energia elétrica brasileiros têm vivenciado uma profunda mudança desde que foram normatizadas as condições para inserção de novas fontes de energia elétrica denominadas como mini e micro geração distribuída. Essas fontes, compostas por diferentes tipos de tecnologias tais como Centrais Geradoras Eólicas, Fotovoltaicas, Hidrelétricas e Termelétricas têm crescido a passos largos saindo de 6 conexões no ano de 2012 para mais de 300.000 em 2020.
Apesar dos benefícios do emprego da geração distribuída (GD) para o sistema elétrico, com a redução das perdas elétricas na distribuição, e para os consumidores, com a possibilidade de utilização dos créditos com excedentes gerados, a utilização destas diferentes tecnologias de geração trazem à tona discussões sobre seus impactos para o sistema.
Dentre os impactos, destacam-se os relacionados aos sistemas de proteção nas linhas de distribuição de média tensão que afetam diretamente a confiabilidade do fornecimento de energia para os consumidores podendo, inclusive, se traduzir em multas para as concessionárias.
No que diz respeito às metodologias clássicas de proteção das linhas de distribuição, consistindo nas filosofias de proteção seletivas e coordenadas, que levam em conta a sua configuração predominantemente radial, com a presença de uma única fonte, a presença da geração distribuída altera as dinâmicas dos eventos nestes sistemas e com isso tornam as metodologias atuais de proteção obsoletas, sendo necessária a aplicação de metodologias também dinâmicas e mais adaptáveis.
Considerando o supracitado, o presente trabalho propõe um estudo dos impactos da geração distribuída para a proteção clássica dos sistemas de distribuição de energia elétrica e a proposição de uma metodologia visando a otimização e correta atuação do sistema de proteção. A metodologia proposta tem por objetivo obter ajustes de proteção otimizados que atendam aos diferentes cenários de operação do sistema com GD, mantendo a seletividade e coordenação entre equipamentos e permitindo o aumento da confiabilidade do sistema.
Tal avaliação se dará através de estudo de caso, via software específico para estudos de proteção da distribuição, onde foram modeladas as características reais de um alimentador de uma importante concessionária brasileira que possui conexão com geração distribuída através de fonte hídrica.
O estudo desenvolvido evidencia a grande influência da GD nas proteções dos sistemas de distribuição, com impactos mais significativos para a filosofia de proteção coordenada. Além disso, verifica-se que a aplicação de ajustes de proteção determinados através da metodologia proposta reduz em aproximadamente 49% os impactos da entrada da GD no sistema quando comparado ao sistema com metodologia de proteção convencional aplicada, mantendo ainda as filosofias seletiva e coordenada nos seus diferentes cenários de operação.

Embora as Universidades e Institutos Federais brasileiros tenham sido
contemplados com algumas descentralizações do poder público para a
instalação de sistemas fotovoltaicos para atenuar os gastos com energia elétrica,
ainda se faz necessário um incentivo econômico maior do poder público, de
modo que, eles possam utilizar melhor as práticas das ciências e tecnologias
que desenvolvem de maneira que se tornem sustentáveis energeticamente. O
presente trabalho teve por objetivo geral organizar um modelo de negócio de
modo estocástico para fomentar o investimento público em sistemas
fotovoltaicos no contexto de Geração Distribuída — GD em uma amostra de
Institutos Federais de Ensino Superior — IFES, sendo analisadas 9
universidades e 26 campi. Os seguintes objetivos específicos de pesquisa foram
investigados por meio da avaliação da viabilidade de geração na própria carga
das universidades federais, avaliação da viabilidade de autoconsumo remoto das
universidades federais, análise de risco e incerteza em cada um dos casos e por
fim organização de um quadro de tomada de decisão de investimento de acordo
com a área de concessão de cada universidade federal, de modo a otimizar a
sua questão energética e estabelecer um método de tomada de decisão. A
análise foi realizada por meio da simulação de Monte Carlo. Por se tratar de
alternativas que competem entre si e possuem o mesmo horizonte de tempo,
pode-se dizer então, que são alternativas mutuamente excludentes e, portanto,
apenas uma será executada (escolhida). E como indicadores para análise foram
usados o Valor Presente Líquido, Valor anualizado, Retorno sobre o
Investimento e o payback descontado. Com os resultados obtidos, concluiu-se
que a instalação de um sistema fotovoltaico em ambos os cenários é viável,
porém, como se deve escolher apenas um projeto, a instalação de sistema
fotovoltaico em cada campus das universidades é bem mais atrativa como
mostraram os estudos.

A geração distribuída tem crescido a cada ano como uma forma de diversificação da matriz
energética, sendo a energia fotovoltaica uma das mais promissoras em função de ser uma
energia limpa e de fácil aproveitamento. Usinas fotovoltaicas de pequeno e médio porte
têm sido construídas tanto nos centros urbanos para aproveitamento direto no local de
geração, como em regiões mais afastadas, nas quais a energia produzida é transferida à rede elétrica existente das concessionárias locais. O crescimento deste tipo de central de geração, interligada às redes existentes, requer estudos para avaliar os distúrbios que possam afetar a rede e consequentemente os sistemas fotovoltaicos. Neste aspecto, este trabalho tem por objetivo implementar um modelo de sistema de geração fotovoltaica completo e uma rede elétrica de distribuição no software ATP R , através de sua interface gráfica ATPDRAW, com o objetivo de analisar o comportamento destes sistemas, frente a distúrbios transitórios que afetem a sua operação na rede elétrica. O software utilizado, possui grande vantagem na implementação e simulação de eventos elétricos, através de componentes existentes, ou da criação de novos por meio de equações matemáticas. Com isso, através de modelos matemáticos, foram implementados por meio de equações, componentes que representam as características reais, para o funcionamento do sistema por completo. Foi assim observado e validado a aplicação de determinados elementos para a proteção dos sistemas fotovoltaicos, de distúrbios elétricos ocasionados na rede de distribuição.

Com a evolução das tecnologias de rádio nas últimas décadas, as empresas estão substituindo equipamentos com componentes individuais e funções particulares por sistemas onde a maioria dos sinais são tratados digitalmente por meio de técnicas de processamento digital de sinais. Com isso, engenheiros podem desenvolver muitas aplicações em nível de software, permitindo a criação de novas análises. Com o crescimento da internet das coisas, as empresas estão implantando novas soluções ao redor do mundo. A maioria dessas soluções são aplicações sem fio que utilizam a banda do espectro de frequência não licenciada, o que aumenta a densidade dos dispositivos sem fio em um local. Em ambientes com inúmeros equipamentos sem fio transmitindo simultaneamente, é essencial detectar o quão ocupado está o espectro de frequência antes de implantar uma nova solução. Um analisador de espectro pode analisar isso, mas o custo de aquisição de tal equipamento pode ser muito alto. Além disso, esses equipamentos só permitem que os usuários analisem o espectro de frequência, não a tecnologia em si, como perda de pacotes, taxa de dados e cobertura, sem a compra de licenças de software de alto valor. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma aplicação de rádio definido por software capaz de indicar os melhores canais no espectro de frequência para serem utilizados por tecnologias sem fio.

Devido à importância do transformador para o sistema elétrico, diversos ensaios normalizados são prescritos para garantir o seu bom funcionamento quando em operação, sendo um deles o ensaio de impulso atmosférico. A detecção de falhas durante o ensaio de impulso atmosférico pode ser realizada por diferentes métodos, e a análise, muitas vezes, pode ser subjetiva e depender da experiência do avaliador. Desta forma, este trabalho propôs revisitar as principais técnicas de análise falhas em transformadores, testá-las e reavaliá-las para transformadores de distribuição, uma vez que boa parte da literatura existente se refere a transformadores de alta tensão. Foram consideradas para este trabalho os métodos de detecção de falhas no domínio do tempo e da frequência. Para o domínio do tempo, foram analisadas a sensibilidade de diferentes tipos de medições, a relação entre o sentido das correntes medidas com o tipo de falha que ocorre no transformador, bem como a relação entre a ocorrência de sinais de alta frequência no transformador e a presença as descargas parciais. No domínio da frequência, foram analisadas a capacidade da técnica de comparar diferentes formas de onda, inclusive impulsos plenos e cortados, a relação entre a atenuação ou deslocamento do polo ressonante da resposta com o tipo de falha que ocorreu no transformador. Os resultados obtidos permitiram comprovar os pontos avaliados, com a exceção da caracterização das falhas no domínio da frequência, no qual não foi possível encontrar a relação entre a função de transferência com o tipo de falha no transformador. A função coerência foi avaliada como uma ferramenta capaz de determinar a faixa de frequência confiável para análise no domínio da frequência, e como um indicador numérico que pode diminuir a subjetividade da identificação de falhas.

As falhas graves em transformadores de potência são normalmente impulsionadas por problemas nos componentes isolantes, sejam eles internos ao tanque ou nas buchas, e constituem uma das ocorrências mais críticas do sistema elétrico. Desse modo, a avaliação da condição de isolamento de um transformador é de grande importância para a eficiência operacional da transmissão e distribuição de energia elétrica. No entanto, como os sistemas de isolamento são complexos, muitos desafios são vistos em termos dos sistemas de medição e modos de análises de parâmetros críticos como as descargas parciais (DPs), que são, reconhecidamente, um fenômeno que carrega informações relevantes sobre a saúde de um equipamento de alta tensão. Neste contexto, esta dissertação aborda o desenvolvimento de um sistema de monitoramento online de descargas parciais para transformadores de potência. O sistema aplica o método elétrico para detectar os pulsos de descargas através de acoplamento capacitivo em buchas condensivas com terminal de teste acessível e é integrado por um software proprietário para processamento de dados e comunicação com sistemas supervisórios através do protocolo DNP 3. A robustez do sistema desenvolvido e a garantia da integridade do equipamento monitorado, bem como a capacidade de correlacionar dados para rastrear as condições do ativo foram verificados por testes laboratoriais e aplicações reais em subestações. Nesse último caso, os resultados foram explorados para mostrar como as informações de uma DP podem ser interpretadas em situações práticas para analisar as condições do ativo e auxiliar na definição diagnósticos.

No atual cenário de sistemas elétricos de potência, a Qualidade da Energia Elétrica
(QEE) recebe cada vez mais notoriedade. Dentre os problemas de QEE, os
Afundamentos Momentâneos de Tensão (AMTs) causam prejuízos financeiros
consideráveis e localizar as fontes de AMTs são um dos maiores desafios das
concessionárias de energia elétrica. Nesse contexto, a tese que aborda um localizador
o qual identifica o lado da origem da fonte do AMT é abordado. Contudo, como os
sistemas elétricos de grande porte, além de malhados, são mais complexos, esse
trabalho tem o encargo de avaliar o desempenho de tal localizador, através da
modelagem de um sistema elétrico real considerando a inserção de compensadores
estáticos de reativos. No estudo, a plataforma RTDS® (Real Time Digital Simulator)
será utilizada tanto na modelagem do sistema, como na implementação do localizador
e na avaliação do seu desempenho.

O controle dinâmico do sistema de geração de energia elétrica é um dos elementos mais
importantes em uma plataforma offshore, pois é responsável por manter a estabilidade
do sistema elétrico tanto em regime estacionário quanto após uma perturbação, evitando
assim a perda total do fornecimento de energia e, consequentemente, grandes perdas
econômicas. Nesse sentido, o Simulador Digital em Tempo Real (RTDS) torna-se uma
ferramenta importante, pois permite simular a dinâmica do sistema de geração em tempo
real. Normalmente, estudos de simulação off-line do controle dinâmico do gerador são
realizados com informações limitadas dos fabricantes, o que leva ao uso de dados típicos
para os modelos de controle, podendo, assim, conduzir a respostas não confiáveis. Assim,
para se obter um comportamento realista da dinâmica do sistema elétrico no RTDS, é
necessária uma representação precisa dos equipamentos e seus sistemas de controle. Nesse
sentido, este trabalho apresenta a modelagem detalhada no RTDS do sistema de excitação
e do regulador de velocidade do sistema de geração de uma plataforma de extração de
petróleo. A validação dos modelos matemáticos dos controladores desenvolvidos no RTDS
foi feito através da análise comparativa entre os resultados dos ensaios em campo e de
laboratório. O sistema elétrico da plataforma foi submetido a diversos distúrbios, uma
vez que o comportamento real do controle do sistema de geração foi obtido.

A inserção de novos dispositivos na rede, aumento do fluxo de dados, geração intermitente
e a informatização massiva aumentaram consideravelmente a complexidade dos sistemas elétricos atuais. Esse aumento resultou em mudanças necessárias, como a necessidade de redes elétricas mais inteligentes para se adaptarem a essa realidade diferente. A nova geração de técnicas de Inteligência Artificial, representada pelo "Big Data", Aprendizado de Máquina ("Machine Learning"), Aprendizagem Profunda e Reconhecimento de Padrões representa uma nova era na sociedade e no desenvolvimento global baseado na informação e no conhecimento. Com as mais recentes Redes Inteligentes, o uso de técnicas que utilizem esse tipo de inteligência será ainda mais necessário. Esta dissertação investiga o uso de processamento de sinais avançado e também algoritmos de Aprendizagem de Máquina para desenvolver um classificador robusto de distúrbios de qualidade de energia no contexto das Redes Inteligentes. Para isso, modelos já conhecidos de alguns problemas de qualidade foram gerados junto com ruídos aleatórios para que o sistema fosse similar a aplicações reais. A partir desses modelos, milhares de sinais foram gerados e a Transformada Wavelet Discreta foi usada para extrair as principais características destas perturbações. Esta dissertação tem como objetivo utilizar algoritmos baseados no conceito de Aprendizado de Máquina para classificar os dados gerados de acordo com suas classes. Todos estes algoritmos foram treinados, validados e por fim, testados. Além disso, a acurácia e a matriz de confusão de cada um dos modelos foi apresentada e analisada. As etapas de geração de dados, extração das principais características e otimização dos dados foram realizadas no software MATLAB. Uma toolbox específica deste programa foi usada para treinar, validar e testar os 27 algoritmos diferentes e avaliar cada desempenho. Todas as etapas do trabalho foram previamente idealizadas, possibilitando seu correto desenvolvimento e execução. Os resultados mostram que o classificador "Cubic Support Vector Machine" obteve a máxima precisão entre todos os algoritmos, indicando a eficácia do método proposto para classificação. As considerações sobre os resultados foram interpretadas, como por exemplo a explicação da performance de cada técnica, suas relações e suas justificativas.

Este trabalho apresenta a implementação dos estimadores clássico (WLS) e robusto (SHGM) no domínio dos números complexos considerando o monitoramento remoto de medições híbridas, ou seja, via PMU e SCADA. Para isso, o cálculo de Wirtinger é a base matemática para tornar funções não analíticas (equações de fluxo de potência) em relação às variáveis complexas em funções multi-diferenciáveis para variáveis complexas e complexas conjugadas, o que torna possível a expansão em séries de Taylor. Assim, os algoritmos de estimação clássica (WLS) e robusta (SHGM) são derivados no plano complexo atentando-se também para o processamento de erros grosseiros. No estimador WLS no plano complexo, atesta-se a eficiência do método do maior resíduo normalizado na identificação e recuperação de medidas errôneas. Para o estimador robusto no plano complexo propõe-se uma pequena alteração no algoritmo tradicional de cálculo de projeções estatísticas objetivando o seu robustecimento contra pontos de alavancamentos ruins. O algoritmo de projeções estatísticas aplicado às matrizes Jacobianas derivadas nos plano real e complexo origina distinções na identificação e ponderação dos pontos de alavancamento. Além disso, esse trabalho apresenta um algoritmo eficiente que faz a análise de observabilidade algébrica dos sistemas teste, sendo evidenciadas as aplicações em MATLAB e as possíveis contribuições futuras de tais aplicações. O desempenho dos estimadores no domínio dos números complexos é avaliado comparando-o com os mesmos estimadores formulados no plano real. Os sistemas teste avaliados são IEEE-14, -30, -57, -118 e os equivalentes do SIN-340, -730 e -1916 barras. A análise de resultados obtidos demonstra a vantagem computacional do estimador no plano complexo em cenários de medições puramente reais, híbridas ou puramente fasoriais. Tal vantagem amplia-se à medida que o tamanho do sistema aumenta.

A verificação contínua dos indicadores de desempenho e dos requisitos técnicos mínimos exigidos pela regulamentação do setor elétrico vislumbram elencar condições que possam afetar a operação do sistema elétrico de potência e o desempenho dos seus equipamentos. A resultante desta verificação baliza a atuação dos agentes no referido sistema e define as suas responsabilidades quando do acesso ou permanência neste. As normativas técnicas associadas ao acesso de sistemas estabelecem os critérios, as premissas e os valores limites associados aos indicadores de desempenho. O fator de potência, apesar de ser um indicador monitorado em regime permanente, propicia o aumento de transitórios eletromagnéticos no alusivo sistema devido ao chaveamento de bancos de capacitores para fins de adequabilidade da sua faixa de valores. Neste aspecto, a regulamentação vigente estabelece que os transitórios de energização de bancos de capacitores em derivação instalados para a correção de fator de potência não devem afetar o desempenho das instalações de transmissão ou de agentes conectados na rede básica, e não devem ocasionar a superação de disjuntores preexistentes. Neste sentido, o trabalho em título propõe-se a determinar uma faixa de valores de potência reativa capacitiva tradicional que admite a não superação dos valores de referência atribuídos à tensão em regime permanente do sistema de potência, aos transitórios de energização dos bancos de capacitores em derivação e às tensões de restabelecimento transitórias nos disjuntores adjacentes aos referidos barramentos na tensão operativa de 138 kV pertencentes ao secundário de 2 transformadores de fronteira pertencentes a rede básica nas tensões primárias de 440kV e 500 kV. As análises contemplaram dois cenários de patamares de carga. Concluiu-se que os bancos de capacitores e os filtros com potência reativa de 20 MVAr, 40 MVAr e 60 MVAr não promovem uma transgressão dos valores limites atribuídos à tensão em regime permanente nos barramentos de fronteira. Adjunto, diante das condições simuladas neste trabalho, os referidos bancos e filtros não promoveram uma superação nos disjuntores supracitados quanto às correntes de energização destes e às tensões de restabelecimento transitórias nos cenários propostos para análise.

A avaliação de imagens de fundo de retina é uma tarefa importante na oftalmologia, sendo um dos principais indicadores de condições oculares adversas. Dentre elas, o glaucoma se destaca pela necessidade de um diagnóstico durante seus estágios iniciais, para que o tratamento possa evitar sintomas graves na visão do paciente. Devido à escassez e ao alto custo de especialistas de retina, processos automáticos que identifiquem estruturas adversas em imagens de retina podem beneficiar a obtenção de diagnósticos. Para o glaucoma, é importante identificar a dimensão da escavação do nervo óptico, já que uma relação entre a escavação óptica e o disco óptico acima de 0,5 é um forte indicador da condição. Um processo automático depende da segmentação automática do disco e escavação óptica nas imagens de retina, que provê as dimensões para o cálculo da relação. O presente trabalho propõe o uso de modelos de redes neurais generativas adversárias condicionadas para a tarefa de segmentação da retina, baseado na arquitetura Pix2Pix. Para validar o modelo, comparou-se o modelo generativo proposto com os modelos convolucionais U-Net e M-Net, que representam os melhores resultados da literatura. Os resultados indicam que o modelo generativo é capaz de realizar a segmentação de retina com precisão comparável aos modelos do estado-da-arte, e é capaz de generalizar a tarefa com maior robustez.

A expansão do segmento de transmissão e a qualidade da prestação do serviço público de energia elétrica do Sistema Elétrico Brasileiro (SEB) têm papel fundamental no desenvolvimento e sustentabilidade do mercado de energia.
Tal serviço é realizado pelas concessionárias de transmissão mediante estabelecimento de uma Receita Anual Permitida (RAP) que está vinculada diretamente à disponibilidade plena dos seus ativos de transmissão para operação e coordenação do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), conforme estabelecido nos Contratos de Prestação do Serviço Público de Transmissão (CPST).
A primeira intervenção regulatória do segmento de transmissão ocorreu através da publicação da Resolução Normativa nº 270/2007, que estabeleceu as disposições relativas à qualidade do serviço público de transmissão de energia elétrica, associada à disponibilidade das instalações integrantes da Rede Básica.
Com a crescente entrada em operação comercial dos ativos de transmissão no Sistema Interligado Nacional (SIN), visto que este ramo tornou-se atrativo para as empresas nacionais e internacionais do setor de energia, gerou, em 2016, através da Resolução Normativa nº 729/2016, alterações na regulamentação que trata da apuração das indisponibilidades dos equipamentos de transmissão. Resolução esta que seria retificada através da Resolução Normativa nº 782, de 2017, com a finalidade de adequar pontualmente algumas regras e conceitos.
Devido a quantidade de resoluções em vigência que regem o tema da transmissão de energia elétrica no Brasil, foi publicada a Resolução Normativa nº 906, de 2020, que consolidou, em um único documento, todas as normas regulatórias.
A Parcela Variável consiste em um incentivo econômico para a manutenção da plena disponibilidade das instalações de transmissão. A sua aplicação não se caracteriza como penalidade por descumprimento normativo, mas como mecanismo de incentivo regulatório para redução dos tempos de atraso para a entrada em operação, indisponibilidade, ou de restrição operativa. Assim, a aplicação da Parcela Variável independe de avaliação de culpa ou dolo, sendo seu cômputo diretamente relacionado ao tempo de indisponibilidade ou de restrição operativa da Função Transmissão.
Portanto, o presente trabalho abordará um histórico do segmento de transmissão, o processo de apuração das indisponibilidades realizadas mensalmente pelo ONS e, através de indicadores e levantamentos estatísticos das perturbações e desligamentos da Rede Básica, que ocorreram entre os anos de 2013 a 2020, aferir o desempenho das Funções Transmissão que estão em operação comercial desde 2013, sob a perspectiva financeira, o impacto da Parcela Variável por Indisponibilidade nas receitas das transmissoras.
Assim, foram analisados os dados e as causas relativas às ocorrências da Rede Básica, a quantidade média de desligamentos, e os valores contabilizados e descontados das transmissoras, considerando o incentivo econômico trazido pela regulamentação, bem como os impactos da evolução dessa regulação na disponibilidade das Funções Transmissão.

O monitoramento da condição dos geradores é muito desejável para uma operação confiável de uma usina hidrelétrica. As atividades de manutenção podem ser programadas para evitar falhas inesperadas que podem levar a meses ou anos de máquinas paradas sem geração. Estudos indicam que o isolamento do estator é a principal causa de falha do gerador.
Nesse sentido, a base da metodologia proposta é o monitoramento do estado atual do sistema de isolamento do estator de hidrogeradores. Testes de descarga parcial nos enrolamentos do estator são aplicados para acessar a condição de isolamento. Um algoritmo para estimar a vida útil remanescente é a principal contribuição deste trabalho. Esta estimativa é baseada em avaliações estatísticas de hidro-geradores e na condição real do sistema de isolamento do estator. Testes de envelhecimento acelerado em amostras de estator com ampla aquisição de variáveis são realizados para entender o processo de envelhecimento. O algoritmo proposto é testado em casos simulados e em dados reais de um ensaio de ciclo térmico, no qual foi observado a ruptura do isolamento.

Este trabalho apresenta uma metodologia de projeto de filtros Butterworth passa-baixa de qualquer ordem, baseada no bloco de construção amplificador de transcondutância diferencial de diferenças de saída diferencial (FDDTA). É investigada, também, uma metodologia de projeto similar para o filtro Butterworth passa-alta utilizando o FDDTA. A princípio, são apresentadas a metodologia a ser seguida e as teorias de filtro Butterworth passa-baixa e passa-alta, incluindo as implementações do estado da arte de filtros Butterworth e possíveis limitações. Em seguida, o FDDTA é apresentado e sua operação é avaliada e, também, é investigada uma implementação prática usando dois amplificadores operacionais de transcondutância de saídas diferenciais (OTAs), baseados em inversores. Essa implementação específica do FDDTA se baseia em duas características principais: os transistores intrinsecamente casados que asseguram transcondutâncias e condutâncias de saída semelhantes para ambas as instâncias OTAs; e a abordagem baseada no inversor sem nós internos que reduz a complexidade do circuito e o consumo de potência, uma vez que não requer circuito de calibração externo suplementar, como corrente de cauda ou fontes de tensão de polarização. A seguir, a metodologia do filtro Butterworth passa-baixa, usando FDDTAs, é demonstrada, mostrando que a topologia proposta apresenta a função de transferência esperada de acordo com a teoria de filtros. Na sequência, também, é verificada a arquitetura do filtro Butterworth passa-alta, através da instância FDDTA, demonstrando sua possível viabilidade, implementação e limitações. A fim de demonstrar a funcionalidade da metodologia para o filtro Butterworth passa-baixa, é implementado um filtro de quinta ordem, em que tal topologia consiste em um estágio de entrada diferencial OTA baseado no inversor e cinco instâncias FDDTAs em conexão cascata, evidenciando que a topologia apresenta as características da teoria de filtro Butterworth passa-baixa. O protótipo, implementado em um processo CMOS de 130nm, opera na região de inversão fraca, sob tensão de alimentação de 0,25V e consome 603nW. Além disso, o filtro apresenta uma faixa dinâmica (DR) de 57dB em uma largura de banda de 100Hz e uma distorção harmônica total (THD) máxima de 54dB, cumprindo, portanto, especificações adequadas para aplicações de baixa frequência.

As variações de tensão de curta duração (VTCDs) são eventos que afetam a qualidade da energia elétrica e que podem causar grandes prejuízos financeiros aos consumidores industriais que possuem cargas sensíveis a este distúrbio, além de prejudicar a segurança e a confiabilidade dos processos. A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), reconhecendo a importância do assunto, estabeleceu por meio dos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST) o indicador Fator de Impacto para quantificar o desempenho dos barramentos de um sistema de distribuição sob o ponto de vista das VTCDs. Todavia, o fator de impacto base proposto na regulamentação é único, não considerando as diferenças que os sistemas de distribuição possuem com relação aos potenciais causadores do evento.
Neste contexto, esta tese apresenta uma metodologia para o estabelecimento de fatores de impacto base distintos para cada sistema de distribuição. O trabalho é focado em determinar quais variáveis melhor descrevem o distúrbio e, a partir destas, estabelecer agrupamentos que permitam uma definição de fatores de impacto base mais adequados, considerando as especificidades dos sistemas de distribuição.
Para testar a metodologia proposta, utilizaram-se dados reais de uma concessionária do sistema elétrico brasileiro. Foram monitoradas, por meio de medidores de qualidade da energia elétrica, dezenove barras de média tensão em subestações de distribuição.
A metodologia apresentada é genérica e pode ser aplicada em qualquer sistema de distribuição do Brasil, ou até mesmo de outros países que venham a adotar indicador semelhante ao Fator de Impacto.
Os resultados obtidos no estudo de caso mostraram que, com as variáveis selecionadas e com os agrupamentos formados, é possível estabelecer fatores de impacto base distintos para cada sistema de distribuição, que levam em consideração o desempenho dos sistemas semelhantes.
A aplicação da metodologia traz benefícios para o setor elétrico, principalmente para os consumidores que possuem cargas sensíveis as variações de tensão de curta duração, uma vez que estabelece fatores de impacto base que incentivam a melhora da qualidade da energia elétrica.

A penetração rápida e significativa de recursos de energia distribuída (REDs), como fontes de energia renováveis variáveis (FERs), simultaneamente com a ocorrência generalizada de desastres naturais e ameaças cibernéticas, apresentam vários desafios para o status quo dos sistemas elétricos de potência modernos (SEPs). Embora os REDs estejam exigindo novas soluções para garantir níveis adequados de estabilidade e segurança, esses recursos permitem oportunidades significativas para melhorar as várias perspectivas do SEP. Deste modo, buscando capitalizar essas características inovadoras, enquanto ciente das mudanças significativas do SEP, esta tese está focada no desenvolvimento de novos métodos capazes de capitalizar nas modernas infraestruturas de monitoramento, REDs e oportunidades de áreas de controle para a melhoria dos processo de operação, estabilidade e restauração do SEP.
Especificamente, a tese se concentra em: 1) Primeiro, um novo método para a melhoria da região de segurança estática (RSE) é proposto com base em um novo algoritmo de particionamento de redes. O algoritmo proposto foca em SEP moderno com alta penetração de geração renovável variável. O SEP é dividido em áreas de coerência de acordo com seu mapeamento de criticidade e, consequentemente, as áreas são adaptativamente associadas aos grupos geradores das RSEs. Para tanto, a cada barramento é atribuído um índice de criticidade baseado na função energia potencial, sendo que esse cálculo é baseado nos dados do sistema de medição de área ampla (WAMS) usando a unidade de medição fasorial (PMU); 2) Segundo, um novo índice de sensibilidade baseado em área para suporte de estabilidade de tensão é proposto, explorando a sensibilidade geral da rede e as características locais de colapso de tensão. O índice desenvolvido se concentra na determinação dos barramentos mais eficazes para suporte de tensão e sua respectiva capacidade de aumentar a margem de carga do sistema. Para isso, uma nova perspectiva baseada em área é desenvolvida aproveitando as novas possibilidades possibilitadas pelos recursos controláveis distribuídos do SEP, como recursos flexíveis (RFs); 3) Terceiro, uma nova estratégia de restauração para sistemas interconectados de transmissão (ST) e distribuição (SD) é proposta. O método desenvolvido capitaliza nas áreas de controle de multi-microrredes (MMRs) para melhorar significativamente o aproveitamento das reservas de frequência disponíveis no nível SD para aprimorar a restauração geral do SEP. Para isso, o método proposto coordena o compartilhamento de reservas de frequência primária (RFP) e frequência secundária (RFS) entre microrredes (MRs) e ST.

A melhoria da qualidade de energia, a confiabilidade e a disponibilidade da energia elétrica são questões bastante preocupantes na área de sistemas elétricos de potência. Neste
contexto, os conversores multi-pulsos constituem dispositivos de interface entre o sistema
elétrico CA e o barramento CC, amplamente empregados em ST–HVDC (Sistema de
Transmissão HVDC) e em retificação industrial de altíssimas correntes para atender aos
requisitos harmônicos tanto no lado CA quanto no lado CC do sistema conversor. Esta
tese propõe estruturas conversoras de 24 e 48–pulsos para redução de filtros CA e CC em
ST–HVDC convencional e para excelente mitigação harmônica em retificação industrial,
respectivamente usando-se transformadores especiais de três enrolamentos com conexão
ZZ–Y–D (Zigue-zague–Estrela–Delta) ou DE–Y–D (Delta Estendido–Estrela–Delta). Em
seguida, no intuito de se comprovar a viabilidade e aplicabilidade de ambos os protótipos
propostos, simulações computacionais, sob determinadas condições de operação estabelecidas, são realizadas em Matlab/Simulink para verificar os estudos teóricos feitos com o auxílio do programa MathCad. Por fim, para validar os sistemas conversores propostos, uma implementação de protótipos em escala reduzida é executada e testada de acordo com os recursos laboratoriais disponíveis. Os resultados obtidos em termos de melhoria da qualidade de energia, conforme as análises desenvolvidas, mostraram uma consistência teórica-experimental e confirmaram a viabilidade e aplicabilidade do SC–24P (Sistema Conversor de 24–Pulsos) e SC–48P (Sistema Conversor de 48–Pulsos) propostos.

Esta dissertação propõe um novo método para a avaliação das áreas de coerência do sistema de energia aplicadas à região de segurança estática (RSE). Essas regiões são obtidas por meio de soluções sucessivas de fluxo de potência. Seu principal objetivo é verificar as condições de segurança em estado estacionário em diferentes configurações de despacho de geração para uma determinada demanda constante. Primeiro, o processo de construção das regiões de segurança estática, bem como os principais aspectos da construção e considerações relevantes que podem impactar significativamente a análise do desempenho do sistema, são apresentados em detalhes. Como segunda etapa, é proposto um algoritmo de particionamento aplicado a grandes sistemas de transmissão com alta penetração de recursos renováveis variáveis. O particionamento do sistema proposto é empregado para adaptar os grupos de geradores usado para a construção das RSE do sistema, juntamente com as variações nas condições operacionais do sistema. Isso permite que as RSE considerem a influência do impacto da intermitência de energias renováveis e a contra medida pela modificação adaptativa do grupo de geradores em um horizonte de curto prazo. Para validar o método proposto, o sistema IEEE 118-barras é empregado considerando modificações para uma grande penetração de fontes renováveis. Os resultados obtidos validam o método de particionamento de rede proposto e indicam que o método RSE adaptativo proposto leva a melhorias significativas no sistema em comparação com a abordagem tradicional, melhorando significativamente a região operacional de sistemas de energia com grande penetração de recursos renováveis.

Esse trabalho de dissertação avalia o comportamento e a proteção de um gerador síncrono em
paralelo com um gerador de indução auto-excitado alimentando diversos tipos de cargas, em um
sistema isolado, tudo modelado no Simulador Digital em Tempo Real (RTDS- Real-Time Digital
Simulator). Uma área de estudo recente que ainda tem poucos trabalhos em desenvolvimento,
principalmente utilizando máquinas de grande porte, como nesse trabalho de dissertação.
Para isso, cinco cenários de operação foram modelados a partir do sistema principal e distúrbios
aplicados. Variação dos níveis de excitação da máquina síncrona e diversos tipos de curto-circuitos
no sistema foram simulados para análise da reação das máquinas e das funções de proteção contra
perda de excitação (ANSI 40) e diferencial (ANSI 87G) do gerador síncrono.
A sequência correta de acionamento das máquinas é analisada nesse trabalho e as funções de
proteção são testadas utilizando um relé comercial de proteção de geradores conectado em
hardware-in-the-loop ao RTDS. A dissertação apresenta a necessidade de acionamento da máquina
de indução como motor, bem como as características operativas do sistema contendo um gerador
síncrono em paralelo com um gerador de indução e a relação mestre e escravo entre eles.
A função de proteção contra perda de excitação (ANSI 40) é testada, aplicando-se a redução de
50% e 100% da excitação da máquina síncrona. Foi possível avaliar a não-atuação da proteção
ANSI 40 devido à falta de potência reativa no sistema com apenas um GS em paralelo com o GI, e
a atuação da proteção no sistema com dois geradores síncronos em paralelo com a máquina de
indução.

Além disso, a função diferencial ANSI 87G é testada através a aplicação de curto-circuito fase-
terra, fase-fase e trifásico, em dois pontos do sistema, de forma a avaliar o comportamento da

proteção sob a condição de falta e analisar o comportamento do sistema. No cenário em que o
circuito possui apenas uma máquina síncrona, verifica-se que o sistema perde a estabilidade ao
isolar a falta. E no caso do sistema que possui dois geradores síncronos, a máquina síncrona que
não foi isolada assume as cargas com o gerador de indução.

Due to the inclusion of new loads and the predominant increase in electricity demand
associated with the limitations of new environmental projects to minimize carbon emissions,
such as pollution resulting from the energy generated by fossil fuels, the incorporation of
electrical systems with distributed generation attributes to the energy planning, plans greater
efficiency for various sectors of energy consumer groups worldwide.
To maintain the effectiveness and reliable operation of the entire power system
interconnected between grids and intelligent microgrids of electricity supply, standards must
follow the established voltage levels in all terminals of the electrical power supply equipment
supply, keeping them within limits. Both power utilities and distributed generation and
consumers maintain the required design specifications for a reliable range of variation. The
need to maintain a standardized voltage level is summed up in the treatment of possible
failures that can occur when there is a voltage level acting beyond the limits established in
extended equipment operating times.
Due to the failure to maintain constant voltage levels along the electrical power grids
several voltage control methods are applied, mainly controlling absorption, production and
reactive power flow at all levels of the system, as well as when adverse system conditions
where levels can achieve loss of system stability and voltage collapse.
This research aims to characterize the appropriate methods for voltage correction and
stability in active electrical networks under the influence of adverse conditions, whether
natural influences or disasters, to influences related to the conditions of electrical energy
systems, such as contingencies and distortions in other factors of the system that influence
the level of voltage, to which some scientific publications relate [1-4], analyzing in an
equationally calculated experimental way and simulations in MATLAB and ATPDRAW to
prove the results.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um protótipo de um conversor multinível de topologia CHB de sete níveis, para aplicações com sistema de armazenamento por baterias em redes de média tensão. A especificação de cada um dos componentes que compõem a parte de potência do equipamento, bem como a descrição dos circuitos que compõem o sistema eletrônico de medição e controle, são realizadas de forma detalhada. Para demonstrar a funcionalidade do protótipo implementado, são apresentados resultados deste operando injetando potência ativa em um sistema de 13,8 kV e efetuando o carregamento dos bancos de baterias durante horários programados. O sistema conta com um conjunto GPS para fornecimento de informações de horário para efetuar a transição do modo de suporte de ativo e de carga das baterias. A função implementada é baseada no
controle de corrente ativa manipulada pelo conversor. Para isto, é utilizado o controlador proporcional ressonante em conjunto com um algoritmo que coordena a carga e descarga dos bancos de bateria. A implementação da malha e do algoritmo de controle é realizada através do microcontrolador TMS320F28335. Por fim, são apresentados também, resultados que demonstram a possibilidade da utilização deste equipamento na compensação de potência reativa e na regulação de tensão do sistema.

Esse trabalho propõe a aplicação da técnica de controle preditivo baseado em modelo
com conjunto de controle finito (FCS-MPC) na compensação dinâmica de reativo e de
harmônicos. Para atingir esses objetivos, o FCS-MPC é aplicado a um filtro ativo híbrido
composto por um banco de capacitores, um filtro LCL, e um conversor multinível.
O controle da potência reativa é realizado através do controle da tensão sobre o banco
de capacitores, dessa maneira é possível fazer com que a potência reativa entregue pelo
filtro híbrido seja maior ou menor do que a potência nominal do banco de capacitores.
A compensação dos harmônicos presentes na corrente da fonte segue dois princípios, o
bloqueio harmônico, que evita que os harmônicos da tensão da rede gerem harmônicos de
corrente na fonte, e a sintonização do filtro, que faz com que o ramo do filtro híbrido atue
como um curto circuito para as frequências harmônicas da carga, fazendo com que elas
não circulem pela rede.
Um controle multivariável é utilizado para reduzir os problemas de ressonância do filtro
LCL. As referências de controle para a frequência fundamental são calculadas a partir do
modelo do sistema, e um controlador proporcional ressonante é aplicado para se encontrar
a referência para as frequências harmônicas.
Para se verificar os resultados obtidos com as técnicas empregadas são primeiramente apresentados
resultados de simulações efetuadas no software Matlab/Simulink ®. Em seguida,
são apresentados os resultados experimentais, adquiridos através de testes realizados em
um filtro ativo híbrido montado em laboratório.

No Brasil o número de ablações de membros inferiores realizadas na rede pública de saúde é predominante entre as cirurgias deste tipo, sendo as amputações feitas entre o joelho e a articulação do quadril -- designadas amputações transfemurais – as de maior incidência. Equilíbrio e estabilidade passam a ser novos obstáculos após uma cirurgia como esta. A tentativa de compensação da perda do membro faz com que a biomecânica corporal seja afetada; além disso, uma privação da mobilidade do paciente indubitavelmente ocorre, influenciando diretamente a sua qualidade de vida. Ao longo dos anos, as investidas na devolução da qualidade de vida aos pacientes amputados transfemurais ganharam mais forma. Vislumbrando suprir a perda do membro ou, ao menos, atenuar as influências na biomecânica corporal, inúmeras pesquisas têm sido realizadas no campo do desenvolvimento de próteses, inclusive de joelho. As próteses de membros podem ser de três tipos: passiva, semi-ativa e ativa. No fim, o que se pretende é que elas proporcionem ao indivíduo uma experiência próxima ao natural, tanto quanto possível; para tal finalidade, as próteses ativas são as mais eficientes. Os fluidos magneto-reológicos são uma classe de materiais inteligentes, cuja principal característica é passar do estado líquido para semi-sólido por meio da aplicação de um campo magnético. Suas vantagens fazem com que sua utilização seja bastante promissora em diversas aplicações, como nos dispositivos protéticos. O presente estudo traz a elaboração de um sistema de controle de um joelho magneto-reológico que, com a utilização de técnicas de controle preditivo e redes neurais, visa ser posteriormente implementado em uma prótese transfemural ativa. As habilidades de aprendizado, previsão e auto-organização, aliadas à capacidade de predição e garantia de comportamento do sistema dentro do horizonte de previsão, possibilitam o refinamento do controle do sistema. A fim de atestar seu correto funcionamento são feitos os controles de torque e de posição do joelho, que, atuando como sub-sistemas, são responsáveis por assegurar que o motor tenha condições de proporcionar torque suficiente para realização dos movimentos e que a perna possa ser adequadamente posicionada durante todo o ciclo de marcha. Os dois subsistemas, atuando simultânea e compassadamente, garantem que todos os requisitos do sistema sejam satisfeitos. Diferentes arranjos de redes são testados utilizando camadas Long Short-Term Memory, Gated Recurrent Unit e camadas recorrentes simples. Os resultados mostram que o controle do joelho é alcançado fazendo uso das técnicas apresentadas, demonstrando que sua aplicação em próteses é factível e promissora.

Transformadores de potência geralmente são os ativos de maior custo em um sistema elétrico, além de serem críticos à operação do sistema ou de uma indústria em que uma parada não programada pode trazer enorme prejuízo econômico. Assim, a detecção de falhas incipientes e a verificação da condição do equipamento para se evitar paradas intempestivas se fazem primordiais e podem ser alcançadas por intermédio da realização periódica de ensaios e testes. As manutenções preventiva e preditiva de transformadores elétricos com a aplicação de técnicas convencionais para Análise de Gases Dissolvidos (AGD) em óleo isolante são capazes de indicar os tipos de falhas: sobreaquecimentos, Descargas Parciais (DP) de baixa intensidade entre outras, contudo não identificam a causa raiz dos efeitos diagnosticados. Diante disso, tem-se a possibilidade de maiores ganhos aliando o diagnóstico preditivo à técnica de busca pela causa raiz da falha, visando à obtenção de diagnósticos mais aprofundados, permitindo o bloqueio da causa raiz. Para tanto, esta dissertação propõe uma Metodologia de Acompanhamento e Investigação de Falhas em Transformadores (MAIFT). Sendo assim, espera-se que o uso da ferramenta proposta evite a repetição do problema ou permita antecipação à falha em outro equipamento similar. A MAIFT aqui desenvolvida é empregada em casos reais, o que demonstra a sua eficácia frente às técnicas convencionais de diagnóstico.

Este trabalho apresenta o estudo da performance em temperatura de self-cascode composite transistors (SCCTs) e do diodo Schottky com o objetivo de gerar as tensões PTAT e CTAT, respectivamente, que compõem uma referência de tensão compensada na temperatura. O estudo dos SCCTs também mostrou ser possível obter uma tensão compensada apenas ajustando a dimensão e o ponto de operação dos transistores que formam o SCCT. A referência foi projetada baseada nestes resultados e fabricada em um processo CMOS 130 nm. O circuito ocupa uma área de 67,98 µm x 161,7 µm. Para validação do projeto, o circuito foi medido com a variação de temperatura e tensão de alimentação. Um circuito de ajuste também foi projetado para ajustar o coeficiente de temperatura da referência (TC). A tensão de saída média obtida foi de 720 mV em um VDD de 1,1 V. O TC médio obtido foi 56 ppm/ºC em uma faixa de temperatura de -40 a 85 ºC. O circuito opera em uma faixa e tensão de alimentação de 1,1 a 2,5 V. O consumo do circuito é de 750 nW.

O presente estudo utiliza redes neurais artificiais, uma ferramenta de aprendizado de máquina – subárea da inteligência artificial –, para a classificação de sinais de descargas parciais em isoladores de alta tensão. Além disso, estes sinais também são analisados por meio de implementações em linguagem de programação Python, visando a definição de um grau de severidade da atividade de descargas parciais por meio de um sistema de inferência fuzzy. O caso de estudo deste trabalho é a cidade de São Luís, capital do estado do Maranhão, cujo sistema elétrico está sob concessão da Equatorial Energia. A área de serviço da concessionária compreende um sistema de transmissão de 69 kV, cujas estruturas empregam, em sua maioria, isoladores compostos do tipo pilar ou suspensão. As descargas parciais, além de provocarem a degradação da superfície polimérica dos isoladores, podem evoluir para arcos mais extensos, podendo levar a descargas disruptivas (flashover) que resultem em faltas no sistema e interrupções no fornecimento de energia. A proposta deste trabalho foi o desenvolvimento de algoritmos de aquisição e análise de sinais de descargas parciais para compor um equipamento de inspeção que possa ser utilizado em campo por meio de um sistema software-hardware compacto e portátil e de uma antena para a coleta dos sinais de interferência de radiofrequência oriundos da atividade de descargas. Desta forma, a equipe de manutenção da concessionária terá à disposição uma ferramenta de apoio à decisão para avaliar a condição das estruturas, permitindo o agendamento de rotinas de manutenção preventiva quando necessário, visando prevenir eventos de interrupção no fornecimento de energia. A partir de dados coletados em ensaios em laboratório e em campo, são apresentados resultados que demonstram a coerência dos parâmetros selecionados para o cálculo da severidade. O aumento do grau de severidade é observado com a intensificação da poluição superficial e com a elevação da umidade relativa.

Os Esquemas de Teleproteção surgiram visando a melhora do desempenho da proteção de linhas de transmissão, a qual é alcançada mediante escolhas adequadas dos mesmos. Através de simulação digital em tempo real, esta dissertação traz uma análise prática e uma visão abrangente dos principais aspectos dos Esquemas de Teleproteção comumente aplicados, destacando os requisitos mínimos mencionados pelo Operador Nacional do Sistema (ONS) e fornecendo um auxílio na seleção do esquema a ser utilizado. Tendo em vista que uma grande parte dos circuitos de transmissão do Sistema Interligado Nacional correm paralelamente, a análise é proposta não apenas em um sistema composto por linha de circuito simples, mas também em um sistema de linha dupla real, sendo destacado o efeito do acoplamento mútuo de sequência zero na medição de impedância da função de distância dos relés e, consequentemente, nos Esquemas de Teleproteção. Os testes são propostos com relés de proteção de dois conceituados fabricantes e levam em consideração duas estruturas de teleproteção, a convencional e a baseada nos mecanismos de comunicação expostos na IEC 61850-90-1, proporcionando o levantamento dos benefícios dessa substituição.

O objetivo deste trabalho é implementar em laboratório uma bancada de teste totalmente controlada para operar como ponte modificada controlada e como ponte convencional e verificar a melhoria do fator de potência da ponte modificada controlada em relação à ponte convencional, considerando para ambas o critério da mesma tensão média de saída em CC. Também, outros resultados experimentais serão avaliados, como por exemplo: fator de deslocamento, forma de onda de tensão e de corrente de entrada, forma de onda da tensão de saída, distorção harmônica de corrente, espectro harmônico de corrente, topologia do circuito de controle de disparo auxiliar.
As principais motivações para realizar este trabalho são: verificar experimentalmente a melhoria do fator de potência da ponte modificada controlada com relação a ponte convencional; propor uma topologia alternativa para o circuito de controle de disparo auxiliar; comparar o circuito de controle de disparo auxiliar ao circuito de controle de disparo principal.
A bancada de teste é uma ponte conversora CA-CC, configuração Graetz, alimentada por um sistema elétrico trifásico a 4 fios, equipada com oito tiristores e dois circuitos de controle de disparo de seis pulsos independentes. Dos oito tiristores, seis são tiristores de fase e dois são tiristores de neutro; dos circuitos de disparo independentes, um circuito é dedicado ao disparo dos tiristores de fase e denominado de circuito de controle de disparo principal, o outro circuito é dedicado ao disparo dos tiristores de neutro e denominado de circuito de controle de disparo auxiliar.
A bancada de teste funciona em dois modos de operação; no modo de operação 1, a bancada funciona como ponte modificada controlada, na qual operam os seis tiristores de fase e os dois tiristores de neutro e seus respectivos circuitos de controle de disparo principal e auxiliar; no modo de operação 2, a bancada funciona como ponte convencional, na qual operam os seis tiristores de fase e o circuito de controle de disparo principal, permanecendo inoperantes os dois tiristores de neutro e o circuito de controle de disparo auxiliar.

Este trabalho apresenta uma análise da inserção de geração distribuída solar fotovoltaica no Sistema Elétrico Nacional de São Tomé e Príncipe. O estudo avalia aspectos técnicos e econômicos de viabilidade utilizando ferramentas computacionais para tal. O software PVsyst é utilizado na análise de viabilidade técnica de um sistema de mini-geração fotovoltaica de 1MWp, a partir do coeficiente de performance PR. O sistema dimensionado tem capacidade nominal de fornecer 882kW com performance ratio de 80,47%. Na análise de viabilidade econômica, o sistema de minigeração fotovoltaico apresentou um tempo de
retorno de investimento de 12 anos, uma TIR calculada igual à 6% e, sendo maior que o valor de TMA definido, o investimento foi considerado economicamente viável. A análise simplificada da agregação de múltiplas fontes de corrente harmônica, avalia a inserção de três sistemas de mini-geração à rede existente. A modelagem e simulação é realizada no pacote MATLAB/Simulink, retornando os valores de THD e distorções individuais, além dos resultados dos métodos de soma. Na simulação, os valores de distorção individual se assemelham aos valores do método aritmético, exceto para a corrente do barramento SE1,
que apresenta um cancelamento inesperado das ordens harmônicas 5 e 7. A análise de viabilidade econômica dos sistemas de micro-geração fotovoltaica distribuída é realizado com uso do software HOMER Pro, tendo as tarifas de energia do país como variáveis de sensibilidade. Os resultados desta análise mostram que a aquisição de sistemas fotovoltaicos é inviável para consumidores residenciais com tarifa igual a 0,08US$/kWh. A viabilidade dos sistemas de micro-geração distribuída apresenta-se como uma oportunidade de redução
de custos com geração térmica e o consequente desenvolvimento socio-econômico do país.

Qualidade de Energia não é uma temática nova, porém de forma alguma deve ser negligenciada, pois seus parâmetros de performance indicam problemas na adequação entre o equipamento do consumidor e a rede elétrica. Com as transformações em andamento nos sistemas elétricos de potência, caracterizados pela alta penetração de fontes renováveis de energia, inserção massiva de componentes baseados em eletrônica de potência na rede e descentralização da geração, essas questões se tornam cada vez mais importantes. Nas Redes Inteligentes, busca-se soluções cada vez mais avançadas para solucionar questões dos distúrbios da Qualidade de Energia. Dentro desse contexto, o processamento avançado de sinais possui um papel importante para tratar as medições da rede e apoiar diversas aplicações. A Inteligência Artificial, tem ganhado grande destaque dar suporte para aplicações com soluções inovadoras em diversas áreas. Esta pesquisa tem como objetivo investigar o uso de processamento avançado de sinais e técnicas de Aprendizagem Profundo ("Deep Learning") para reconhecimento de padrões e classificação de sinais com distúrbios da Qualidade de Energia. Para este propósito, a Transformada Wavelet Contínua com um banco de filtros é usada para gerar imagens 2-D no domínio do tempo-frequência a partir de sinais com distúrbios de tensão. O trabalho visa utilizar Redes Neurais Convolucionais para classificar essas imagens de acordo com a respectiva distorção. Nesta implementação de Inteligência Artificial, etapas específicas de projeto, treinamento, validação e teste serão realizadas para um modelo elaborado pelo autor e também utilizando a técnica de transferência de conhecimento com as redes pré-treinadas SqueezeNet, GoogleNet, e ResNet-50. O trabalho foi desenvolvido no software MATLAB/Simulink, todas as etapas de processamento do sinal, projeto de modelos de classificação, simulação e geração dos dados investigados. Todas as etapas tiveram seus objetivos específicos cumpridos, culminando na boa execução e desenvolvimento da pesquisa. Os resultados obtidos mostraram alta precisão para "CNN de Scratch" e ResNet-50 em classificar o conjunto de testes. Os outros dois modelos obtiveram acurácias não tão altas, e os resultados se mostram consistentes ao comparar com outras metodologias. Considerações sobre os resultados foram apontadas. Por fim, algumas conclusões foram estabelecidas, assim como uma reflexão filosófica sobre o papel dos tópicos abordados para os sistemas elétricos de potência.

A filosofia de proteção do sistema elétrico de potência vem passando por grandes mudanças devido à evolução dos relés numéricos, o padrão IEC61850 e a chegada do conceito de subestação digital (ou 4.0). Em conjunto com essas mudanças tem-se o dilema de evoluir sem perder a confiabilidade dos esquemas de proteção tradicionais, e usufruir dos “ganhos” inerentes da tecnologia cada vez mais próximos. Esse trabalho de dissertação propõe a definição de uma metodologia a ser seguida para definição e implantação de mensagens GOOSE em esquemas de proteção e controle de subestações baseadas na norma IEC 61850.

A metodologia é proposta seguindo as considerações da norma IEC 61850 e definições internas de engenharia de uma grande indústria presente na cidade de Itabira/MG, com mais de 10 anos de experiencia na aplicação do protocolo GOOSE em proteção e controle. A análise do funcionamento do software de configuração de seis modelos de relés de proteção de três grandes fabricantes diferentes de IEDs é realizada, de forma a permitir maior entendimento sobre as particularidades de cada dispositivo. Um software para análise de tráfego de rede é utilizado de forma a validar os benefícios do método proposto. Funcionalidades para testes da comunicação GOOSE e monitoramento remoto via sistema supervisório da integridade da comunicação no esquema de proteção e controle também são propostos.

Para atestar e validar o correto funcionamento das mensagens GOOSE trocadas entre os IEDs seguindo a metodologia proposta, testes baseados no capítulo 10 da norma IEC 61850 são propostos e realizados para quatro cenários distintos. São realizados mil testes para cada cenário, totalizando quatro mil testes para cada IED e vinte e oito mil testes para o conjunto de sete IEDs avaliados. Ao final, a mensagem GOOSE seguindo o padrão do fabricante é comparada com a mensagem GOOSE conforme a metologia do trabalho, mostrando de forma clara as vantagens da proposta, principalmente durante o projeto e troubleshooting em uma subestação. A metodologia empregada na definição dos parâmetros, e a proposta de teste e monitoramento via sistema supervisório da integridades das mensagens GOOSE, são itens novos que trazem maior confiabilidade ao sistema de proteção e controle. Destaca-se que os testes em bancada e a análise dos resultados comprovaram o bom desempenho dos equipamentos para os cenários testados.

O presente trabalho tem como objetivo propor e validar uma arquitetura de um Sistema de Inferência Fuzzy (SIF) tipo-2 intervalar implementado em FPGA, que atenda aplicações de controle em tempo real, com processamento série no mecanismos de inferência. Neste trabalho são apresentados o projeto e a implementação dos circuitos que compõem o SIF tipo-2 intervalar, tais como: o circuito fuzificador tipo-2 intervalar (FOU); os circuitos de mínimo e máximo que são utilizados no mecanismo de inferência Mamdani (tipo-2); o circuito aplicado a máquina de estados que é utilizada pela base de regras e o circuito que processa as operações de tipo-redutor e defuzificação baseado no algoritmo de Nie-Tan. O hardware apresentado possui duas entradas de 8 bits com quatro funções de pertinência gaussianas para cada entrada, dezesseis regras e uma saída de 8 bits com sete funções de pertinência. E por fim, os resultados da implementação em FPGA são validados utilizando o mesmo SIF tipo-2 intervalar implementado no Matlab® com a Toolbox para type-2 fuzzy.

São várias as razões para se escrever um trabalho relacionado aos sistema de transmissão em corrente contínua, se destacam a rápida e precisa controlabilidade do elos de corrente contínua e as possibilidades de suas aplicações de forma a contribuir com o amortecimento de oscilações eletromecânicas no sistema elétrico de potência. O presente documento aborda os principais aspectos sobre o sistemas de controle das interconexões em CCAT.
Após vários anos de utilização em diversos sistemas elétricos pelo mundo, é notório o sucesso relacionado a essas conexões em corrente contínua, o texto tem o objetivo de apresentar o comportamento em regime permanente e o comportamento dinâmico desses sistemas, de forma que possamos entender as exigências mínimas para um controle preciso e robusto em sistemas de transmissão baseado no princípio dos conversores fonte de corrente (CSC), denominados comercialmente de classic converters.

A acelerada expansão da micro e mini geração distribuída (MMGD), associada ao sistema de compensação de energia elétrica (SCEE), resulta em impacto negativo às distribuidoras e consumidores que não possuem esse tipo de tecnologia, em especial a geração fotovoltaica. Nos últimos anos, a Agência Nacional de Energia Elétrica tem buscado alterações à Resolução Normativa nº. 482 de 2012 de forma a proporcionar um ambiente mais equilibrado e justo. No entanto, percebe-se certa a dificuldade por parte da Agência em alcançar tal resultado. A partir desse contexto e, objetivando contribuir com os aprimoramentos regulatórios, mas, explorando alternativas ainda não discutidas no ambiente de debate público promovido pelo órgão regulador, esta dissertação propõe, a partir da utilização do modelo econômico de mercado “TAROT – Tarifação Otimizada”, avaliar cenários de negócios sustentáveis de MMGD para o tipo “Geração Compartilhada” – ou seja, este trabalho isola um tipo específico de MMGD e avalia cenários de negócios sustentáveis. A relevância, justificativa e contribuição desta pesquisa residem em buscar alternativas sustentáveis para o desenvolvimento da MMGD e, ao mesmo tempo, do segmento de distribuição de energia elétrica. Para atingir esse o objetivo, foi realizada ampla pesquisa nacional e internacional, optando-se por avaliar modelos de negócios implementados em outros países: optou-se por modelo baseado no conceito de “Comunidade Solar”. Foram realizadas diversas modelagens, a partir de dados reais de uma distribuidora de energia elétrica, explorando diferentes cenários, cujos resultados se mostraram favoráveis à implementação desse tipo de negócio no Brasil.

O aumento da inserção de geração renovável, principalmente eólica e solar, traz novos desafios para o planejamento e operação de sistemas elétrico de potência devido à sua dependência de condições climáticas. Nesta perspectiva, esta dissertação tem o objetivo de propor uma metodologia com base em Redes Neurais Artificiais (ANN) de reconhecimento de padrão e mapa auto organizável para auxiliar no planejamento e operação do sistema de potência. Neste contexto, as condições operacionais que podem levar o sistema à violação dos limites de tensão podem ser identificadas possibilitando a realização de ações de controle corretivas. Além disso, a abordagem proposta é capaz de identificar a unidade específica responsável por conduzir o sistema a uma condição operativa insatisfatória. Para isso, a metodologia é testada em uma microrrede representada pelo sistema IEEE 34-barras trifásico desequilibrado modificado, considerando o emprego de geração eólica e solar. O conjunto de dados de condições operativas satisfatórias e insatisfatórias são obtidos empregando a simulação de Monte Carlo. Para este propósito, o fluxo de potência por varredura backward-forward é empregado. Em seguida esses dados são fornecidos às ANNs para treinamento, validação e teste. Os resultados obtidos indicam uma metodologia robusta capaz de auxiliar na tomada de decisão e determinar ações de controle durante a operação do sistema com alta inserção de renováveis evitando assim sobretensões.

Os dispositivos portáteis de quinta geração (5G) suportarão diversos serviços usando dife-
rentes faixas de frequência, incluindo a segunda faixa de frequência (FR2), de 24,25 GHz

a 52,60 GHz. O FR2 fornecerá altas taxas de dados, ≈2,15 Gbit/s para downlink e

≈2,37 Mbit/s para uplink, no entanto, a característica dispersiva dos canais, a comple-
xidade na fabricação dos dispositivos e a alta perda na propagação no espaço livre, são

alguns dos fatores limitantes dessa faixa de frequência. O desempenho da rede dependerá
do uso de antenas de alto desempenho, dispositivos reconfiguráveis, custos reduzidos, entre

outros aspectos. Esta tese apresenta um arranjo de antenas operando em ondas milimétri-
cas, leve, de baixo custo (protótipo inicial no valor de ≈250 reais) e com reconfiguração de

feixe em azimute e elevação. A principal inovação é a rede de alimentação eletricamente
reconfigurável baseada em metamateriais com baixa perda de inserção, operação linear e

número reduzido de estágios. Essa rede modifica a direção do feixe por meio da reconfigu-
ração de fase sem interferir no desempenho do arranjo de antenas. Adicionalmente, uma

técnica de elementos parasitas foi aplicada para melhorar a largura de faixa e o ganho do
arranjo. O projeto baseia-se em cálculos analíticos e simulações numéricas conduzidas pelo
software ANSYS HFSS. O desempenho do arranjo em termos de acoplamento mútuo foi
investigado para avaliar a aplicabilidade da abordagem em sistemas de múltiplas antenas.
A abordagem tem um tamanho total de 6×6 cm, compacto o suficiente para operar dentro
de um aparelho de telefonia móvel. Todos os pré-requisitos estabelecidos de projeto foram
alcançados, resultando em um arranjo de antenas com um ganho de 12,5 dBi, largura de
faixa de 2,8 GHz, reconfigurabilidade do feixe de ≈20∘

, tamanho total de 6x6 cm, lobos

secundários abaixo de -10 dB e acoplamento mútuo de -50 dB.

Filtros ativos serie s ´ ao sistemas capazes de corrigir o formato da tens ˜ ao em cargas sens ˜ ´ıveis, como motores de induc¸ao e transformadores, permitindo sua operac¸ ˜ ao adequada. Nestes siste- ˜ mas, um conversor e conectado entre a fonte de alimentac¸ ´ ao e as cargas, sendo percorrido por ˜ toda a corrente do circuito e sofrendo esforc¸os extras. De forma a propor uma soluc¸ao para ˜ este problema, esta tese apresenta um sistema de filtragem serie monof ´ asico, cujo conversor ´ operara em conjunto com um filtro passivo LC sintonizado. A func¸ ´ ao deste filtro ˜ e proporcio- ´ nar um desvio parcial de corrente, para reduzir as perdas no conversor utilizado. Inicialmente serao obtidos modelos de pequenos sinais para as operac¸ ˜ oes do conversor com modulac¸ ˜ oes ˜ PWM bipolar e unipolar. Com a analise destes modelos ser ´ ao levantados crit ˜ erios de selec¸ ´ ao˜ e condic¸oes desej ˜ aveis para se alcanc¸ar o desvio m ´ aximo de corrente. Em seguida ser ´ ao deta- ˜ lhados os procedimentos de projeto de sistemas de controle para a tensao e corrente de sa ˜ ´ıda. Cada condic¸ao ser ˜ a avaliada atrav ´ es de simulac¸ ´ oes computacionais, que ilustrar ˜ ao diferentes ˜ condic¸oes de operac¸ ˜ ao do sistema de filtragem proposto. Por fim, ser ˜ ao descritas as etapas de ˜ construc¸ao do prot ˜ otipo e os resultados alcanc¸ados experimentalmente.

This study presents radio over fiber (RoF) solutions for the fifth-generation (5G) of
wireless networks. After the state of the art and a technical background review, four main
contributions are reported. The first one is proposing and investigating a RoF technique based
on a dual-drive Mach-Zehnder modulator (DD-MZM) for multi-band mobile fronthauls, in
which two radiofrequency (RF) signals in the predicted 5G bands individually feed an arm of
the optical modulator. Experimental results demonstrate the approach enhances the RF
interference mitigation and can prevail over traditional methods.
The second contribution comprises the integration of a 5G transceiver, previously
developed by our group, in a passive optical network (PON) using RoF technology and
wavelength division multiplexing (WDM) overlay. The proposed architecture innovates by
employing DD-MZM and enables to simultaneously transport baseband and 5G candidate RF
signals in the same PON infrastructure. The proof-of-concept includes the transmission of a
generalized frequency division multiplexing (GFDM) signal generated by the 5G transceiver
in the 700 MHz band, a 26 GHz digitally modulated signal as a millimeter-waves 5G band,
and a baseband signal from an gigabit PON (GPON). Experimental results demonstrate the
5G transceiver digital performance when using RoF technology for distributing the GFDM
signal, as well as Gbit/s throughput at 26 GHz.

The third contribution is the implementation of a flexible-waveform and multi-
application fiber-wireless (FiWi) system toward 5G. Such system includes the FiWi

transmission of the GFDM and filtered orthogonal frequency division multiplexing
(F-OFDM) signals at 788 MHz, toward long-range cells for remote or rural mobile access, as
well as the recently launched 5G NR standard in microwave and mm-waves, aiming enhanced
mobile broadband indoor and outdoor applications. Digital signal processing (DSP) is used
for selecting the waveform and linearizing the RoF link. Experimental results demonstrate the
suitability of the proposed solution to address 5G scenarios and requirements, besides the
applicability of using existent fiber-to-the-home (FTTH) networks from Internet service
providers for implementing 5G systems.
Finally, the fourth contribution is the implementation of a multi-band 5G NR system
with photonic-assisted RF amplification (PAA). The approach takes advantage of a novel
PAA technique, based on RoF technology and four-wave mixing effect, that allows
straightforward integration to the transport networks. Experimental results demonstrate

iv
uniform and stable 15 dB wideband gain for Long Term Evolution (LTE) and three 5G
signals, distributed in the frequency range from 780 MHz to 26 GHz and coexisting in the
mobile fronthaul. The obtained digital performance has efficiently met the Third-Generation
Partnership Project (3GPP) requirements, demonstrating the applicability of the proposed
approach for using fiber-optic links to distribute and jointly amplify LTE and 5G signals in
the optical domain.

Este trabalho apresenta uma alternativa para moduladores que operam na faixa dos THz. Neste caso foi utilizado um guia de ondas de abertura de baixa perdas para obtenção da estrutura final. Como a interação entre o sinal modulante e a onda THz ocorre ao longo do comprimento da estrutura, o desempenho da estrutura se mostra substancialmente melhor que os moduladores convencionais baseados em materiais bidimensionais. Duas estruturas diferentes foram estudadas para obtenção do modulador: um guia de ondas baseado em silício com excitação por bombeio óptico e um guia de onda que utiliza grafeno e controlado eletricamente. A profundidade de modulação obtida foi maior que 10 dB com uma largura de banda de 200 GHz, tornando o dispositivo obtido adequado para operações em telecomunicações em THz. A estrutura resultante é compatível com projetos SoI (Silicon on Insulator)

É proposto neste trabalho uma nova abordagem para previsão de demanda de energia elétrica de curto prazo para subestações de distribuição de energia utilizando o ensemble de redes neurais artificiais. Nesse sentido, o principal objetivo desta abordagem é fazer previsões de uma mesma série temporal através de diferentes ferramentas que sozinhas são competentes para este tipo de problema e em seguida combinar as soluções, obtendo uma solução melhor em comparação a essas ferramentas utilizadas de forma individual. Para a construção do ensemble a metodologia de planejamento experimental (DOE) foi empregada inicialmente para identificar a influência de 6 fatores relacionados a parametrização da RNA e a partir do método de otimização desirability obter uma parametrização para determinar a arquitetura das redes neurais que formaram o ensemble. Na sequência, o método de otimização interseção normal a fronteira (NBI) aliado com a técnica de análise fatorial exploratória (baseado em planejamento com experimentos de mistura) foi utilizado para estabelecer um conjunto de soluções Pareto ótimas para a combinação das saídas produzidas pelas redes neurais, formando a saída do ensemble. Como critério de escolha, a razão máxima entre entropia de Shannon e erro percentual global foi utilizada
e com base nos 72 dados deixados fora da amostra o ensemble de redes neurais artificiais apresentou melhores resultados comparados a cada rede individual.

A energia elétrica é um produto comercializado através de um mercado próprio. Cada kWh de energia produzido, impacta diretamente no desenvolvimento social de uma dada região. É necessário, para um crescimento econômico satisfatório, que a energia ofertada em uma área seja resultado de um processo de produção, transmissão e distribuição equilibrado, principalmente em relação aos custos. Nesse processo de equilíbrio, está o anseio dos agentes inseridos no setor por uma estrutura onde os custos sejam compensados, e os gastos não excedam a expectativa dos consumidores. Dessa forma, a estrutura do setor é escalonada por nível, e cada nível é responsável pela recuperação do investimento para a oferta da energia. Quando esse tipo de consideração é feita, o sistema espera que a remuneração pelos investimentos em nível de distribuição, seja compensada na forma de uma sinalização econômica na distribuição. Essa sinalização é resultado de uma tarifa de distribuição, que compensará toda atividade para o atendimento das cargas e sistemas distribuídos conectados a ele. Este trabalho apresenta uma forma de compensação para o fluxo energético das novas configurações da rede de distribuição utilizando a precificação locacional, e também discute como o setor pode regulamentar esse tipo de abordagem. A precificação locacional é dada através da divisão de responsabilidade na recuperação dos custos no nível de distribuição, ou seja, uma sinalização na forma de tarifa locacional é aplicada sobre os consumidores, sendo eles passivos ou ativos. Assim, uma parcela de tarifa locacional é atribuída aos sistemas distribuídos proporcionalmente a utilização que eles fazem da rede em nível de distribuição. O modelo adotado consiste na formulação de duas etapas de cálculos, que incluem a parcela referente aos preços relativos à capacidade utilizada por um elemento inserido na rede, e a parcela que descreve o preço relativo à capacidade não utilizada por um elemento. Ele é fundamentado no método de custo Incremental de Longo Prazo, que nada mais é, que uma forma de precificação marginal da energia elétrica. A sinalização tarifária é resultado da aplicação do custo incremental, e busca indicar como cada incremento de carga ou geração impactam na distribuição dos custos para a recuperação dos investimentos da distribuidora. O objetivo é apresentar uma sinalização de preços para uma microrrede no contexto de redes elétricas inteligentes (smart grids), onde haverá veículos elétricos atuando como geradores. Além disso, busca apresentar através de uma formulação nodal e zonal de um dado sistema, como as cargas e geradores podem se beneficiar desse tipo de abordagem, e como eles podem influenciar no tipo de mercado e precificação adotada em uma área. A análise é feita considerando o fluxo de potência sobre o sistema teste do IEEE 34 barras e é composta por 5 cenários.

A crescente preocupação com o esgotamento dos combustíveis fósseis e os seus efeitos ambientais por conta da emissão de gases de efeito estufa, bem como a baixa eficiência na transmissão de grandes blocos de energia em longas distâncias, deram suporte a um novo conceito de gerenciamento de energia: as microrredes. Dentre os estudos necessários a esses novos sistemas, cita-se a estabilidade de tensão. Portanto, esta tese propõe a análise de estabilidade de tensão estática em microrredes (operação em modo ilhado ou isolado) e em sistemas de transmissão (considerando o acoplamento transmissão-microrredes) utilizando o método da função energia clássica. A função energia clássica permite monitorar a estabilidade para cada ponto de operação, levando em conta a variação de cargas, intermitência de fontes fotovoltaicas e a carga e descarga dos sistemas armazenadores de energia sob condições pré-definidas. Adicionalmente, utiliza-se a função energia auxiliar, uma extensão da função energia clássica, para ranquear barras menos robustas das microrredes e dos sistemas de transmissão. Para as microrredes, a função energia auxiliar indica quais barras são candidatas à inserção de fontes intermitentes. Já para os sistemas de transmissão, a função energia auxiliar aponta quais microrredes conectadas ao sistema principal são candidatas ao corte de cargas não críticas. Por fim, considerando a operação da microrrede em modo ilhado, avalia-se qual configuração é a mais adequada para suprir cargas críticas em um maior tempo possível, com valores de frequência dentro do permitido. Os resultados mostram a efetividade da avaliação da estabilidade de tensão por meio da função energia clássica e a melhora desse índice quando se utiliza a técnica da função energia auxiliar para inserção de fontes intermitentes e corte de cargas. As metodologias propostas são validadas nos sistemas IEEE-37 barras e IEEE-30 barras.

Os sistemas de monitoramento não invasivo de cargas elétricas (MNICE) têm recebido extensivo interesse em função de seu potencial em prover informações que podem resultar em economia no consumo de energia elétrica residencial. Esses sistemas são baseados na análise de sinais agregados de consumo de energia elétrica e, em sua grande parte, também em etapas de detecção e de classificação de transientes em tais sinais, o que os torna fortemente dependentes de assinaturas de cargas elétricas residenciais. Na literatura, as trajetórias tensão-corrente (V-I) são assumidas como as representações mais completas para cargas elétricas residenciais, de tal modo que suas representações em imagem são supostas como as assinaturas de estado estacionário mais efetivas para cargas elétricas residenciais. No entanto, essas assinaturas herdam limitações de seus processos de obtenção que as tornam incapazes de incorporar toda a informação contida nas trajetórias que representam. Este trabalho de tese então propõe duas novas assinaturas de estado estacionário para cargas elétricas residenciais, as quais são pretendidas como melhorias para as assinaturas em imagem citadas. As assinaturas propostas são derivadas do espaço de escalas de curvatura de trajetórias tensão-corrente e assim são capazes de realçar a representação de elementos estruturais quanto à forma geral de tais trajetórias. Elas também são capazes de incorporar certas características negligenciadas pelas representações em imagem de tais trajetórias. Um conjunto de assinaturas derivado das assinaturas propostas foi avaliado em cenários com dados submedidos e também com dados de consumo agregado provenientes de quatro bases de dados públicas. Os resultados obtidos pelas assinaturas avaliadas superaram o desempenho obtido pelo emprego isolado de uma representação em imagem da trajetória V-I adotada como referência. Ademais, alguns dos resultados obtidos também suplantaram trabalhos de estado da arte em três bases de dados, dentre elas uma base de dados que é tida como de referência para testes de classificação de cargas elétricas residenciais

Essa dissertação apresenta uma metodologia para se estimar o retorno econômico e o seu risco associado ao investimento em sistemas de geração fotovoltaica (PV), através de simulação de Monte Carlo. Para isso, foram utilizados dados reais de geração e consumo de energia elétrica da UNIFEI, campus Itajubá, com o uso de um sistema supervisório e dimensionado um sistema de geração PV capaz de suprir a energia elétrica consumida pela UNIFEI junto à concessionária. Com base nesse dimensionamento foram modeladas duas arquiteturas para a implantação desse sistema PV: um sistema centralizado construído ao solo, e um sistema descentralizado espalhado pelos telhados dos prédios do campus da UNIFEI em Itajubá. Foram estabelecidas as principais variáveis estocásticas que influenciam no retorno econômico do sistema PV, tais como custo de capital, geração de energia elétrica, CAPEX, OPEX, valor residual, variação da tarifa de energia e a confiabilidade do sistema. Com esses dados foi realizada a simulação de Monte Carlo para os dois sistemas e calculadas as médias e desvio padrão de Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR) e Índice de Rentabilidade (IR) dos sistemas bem seus desvios padrão.