Em um cenário de transição energética e aumento de eventos climáticos extremos, o desenvolvimento de soluções que tornem as microrredes mais resilientes, como o uso de inteligência artificial e tecnologias de monitoramento avançado, se torna essencial para garantir a continuidade do fornecimento de energia, minimizar o impacto das variações das fontes renováveis, e melhorar a capacidade de resposta às perturbações no sistema elétrico interligado.
Quando conectadas à rede elétrica principal, as microrredes podem prestar serviços ao sistema elétrico interligado, contribuindo na regulação de tensão e frequência. Quando isoladas, elas podem ser uma alternativa para a descarbonização de áreas remotas pela adoção de fontes renováveis e sistemas de armazenamento. As fontes renováveis de energia elétrica como solar e eólica são de natureza variável, gerando grande dificuldade de operação para as microrredes.
Dessa forma, este projeto propõe o estudo e o desenvolvimento de um sistema integrado de gerenciamento inteligente de microrredes, incluindo o uso de inteligência artificial para o despacho e operação, corte de carga inteligente considerando as proteções anti-ilhamento e o uso de uma infraestrutura de monitoramento avançada, com estimação de estados e processamento de dados em tempo real.
O gerenciamento eficiente reduz as possíveis instabilidades e minimiza os custos de operação da microrrede, aumentando, como consequência, a resiliência do sistema. O estudo de otimização do corte de carga através de inteligência artificial visa reduzir a desconexão sobredimensionada de cargas do sistema, além de contribuir para a estabilidade de frequência do sistema, melhorando a resposta dinâmica do sistema interligado frente a perturbações.
Para o gerenciamento das microrredes é essencial desenvolver uma infraestrutura de monitoramento. Como essas estruturas são suscetíveis a erros de medição, problemas de comunicação e falhas de equipamentos, é preciso meios para verificar sua qualidade e de correção. Isto pode ser obtido utilizando estimadores de estados, melhorando a confiabilidade do sistema e tornando-o mais resiliente a eventos climáticos adversos.
Portanto, este projeto direciona esforços a partir da cooperação entre pesquisadores da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) e da Simon Fraser University (SFU), unindo competências complementares e infraestrutura avançada de ambas as instituições, a fim de desenvolver metodologias inteligentes que otimizem o gerenciamento e a operação de microrredes. Ao integrar inteligência artificial e tecnologias de monitoramento avançado, o projeto busca não apenas melhorar a eficiência e a resiliência das microrredes, mas também contribuir para a transição energética sustentável, promovendo a descarbonização e a eficiência energética.

As redes de distribuição de energia passam por um período de rápida evolução, com inserção acelerada de gerações distribuídas e com a perspectiva de conexão massiva de veículos elétricos. Esse cenário representa desafios significativos para a operação e planejamento desses sistemas, especialmente em relação ao impacto nas perdas de energia e na qualidade de energia.
As perdas de energia elétrica apresentam impacto significativo nos custos de operação das concessionárias de energia e na tarifa de energia. A existência de relatos de concessionárias com perdas de até 44% é alarmante e indica a necessidade urgente de soluções para esse problema. Nesse contexto, o presente projeto tem como objetivo desenvolver um método avançado para identificar e localizar perdas técnicas e não técnicas em redes secundárias de distribuição de energia elétrica.
Atualmente, com a expansão da utilização dos medidores inteligentes, está se chegando em um ponto em que é possível obter a observabilidade necessárias em sistemas de distribuição para a aplicação de estimadores de estado. Tendo isso em vista, será desenvolvido um método inteligente de detecção de perdas utilizando estimadores de estados. O método desenvolvido deverá ser dinâmico, isto é, considerar as variações temporais das grandezas elétricas para identificar furtos de energia ou parâmetros incorretos.
A validação final ocorrerá por meio de um sistema de medição em rede secundária nas dependências da Universidade Federal de Santa Maria. Ao final espera-se desenvolver uma metodologia para a estimação, e localização de perdas técnicas e não técnicas bem como estabelecer os requisitos para os sistemas de medição em rede de distribuição.

Proponente: Gustavo Marchesan (Doutor)

Instituição: Universidade Federal de Santa Maria

Equipe: 

• Ghendy Cardoso Junior (Doutor)

• Olinto César Bassi de Araújo (Doutor)

• Maurício Sperandio (Doutor)

• Leyla Kraulich (Profa UFRGS)

• Caison Rodrigues Ramos (Doutorando)

• Leonardo Ramires Vargas (Mestrando)

• Kelvin Henri Kobs

A repotencialização consiste na modernização e no reforço das redes monofásicas rurais existentes, por meio da substituição de trechos de rede convencional por sistemas mais robustos e eficientes, como o sistema trifásico a dois fios. Esse modelo, aplicado pelo Grupo Equatorial, tem como objetivo aumentar a confiabilidade do fornecimento de energia, reduzir quedas de tensão em longas distâncias e permitir a ampliação da capacidade de atendimento a novas cargas no meio rural.

O sistema trifásico a dois fios (também conhecido como sistema monofilar com retorno pela terra ou bifásico com neutro isolado) possibilita a utilização de apenas dois condutores para transportar energia trifásica balanceada, otimizando custos com materiais e manutenção em áreas rurais de baixa densidade de carga.

Entre os principais benefícios da repotencialização estão:

• Melhoria da qualidade de energia, com tensão mais estável;
• Aumento da capacidade de atendimento, permitindo conexões de cargas maiores, como irrigação e agroindústrias;
• Maior eficiência operacional, reduzindo perdas técnicas;
• Redução de interrupções, devido ao reforço estrutural da rede.

Esse processo integra o programa de expansão e modernização das distribuidoras do Grupo Equatorial, alinhado às metas de universalização do acesso e à promoção do desenvolvimento econômico e social no meio rural.

Coordenador: Prof Ghendy Cardoso Júnior