No ambiente do Laboratório de Automação e Simulação de Sistemas Elétricos (Lasse), instalado no Parque Tecnológico Itaipu (PTI), foi desenvolvida uma solução que pode contribuir para o melhor funcionamento de projetos de microrredes espalhados pelo Brasil. Estes sistemas de geração distribuída (também conhecidos como microgrids) são ideais para levar energia a locais remotos – aproveitando fontes renováveis de energia como solar e biogás –, já que possuem capacidade de operar e se sustentar de forma isolada em situações de falta da rede de distribuição.
A inovação, fruto de uma parceria do PTI com a Itaipu Binacional e a Universidade de São Paulo (USP), é o Painel de Controle de Excitação de Geradores Distribuídos, uma estrutura criada para minimizar os impactos associados aos efeitos do transitório elétrico quando opera de formada isolada do sistema elétrico, ou seja, “ilhado”.
“Esses efeitos podem fazer com que algumas grandezas elétricas ultrapassem limites preestabelecidos por normas e, até mesmo, levar a atuação de determinadas funções de proteção do sistema elétrico”, explica o engenheiro eletricista do Lasse, Felipe Crestani. Essa função de proteção pode levar ao desligamento de todo o sistema.
O projeto encerrou em janeiro deste ano, com a entrega de um protótipo já validado e considerado inovador em relação às outras soluções existentes no mercado atualmente. “Especialistas e empresários já nos relataram que se os geradores que se conectam à rede tivessem essa funcionalidade, um problema enorme dos distribuidores poderia ser resolvido”, relata o professor Rodrigo Andrade Ramos, da USP/Campus de São Carlos, instituição parceira no projeto.
Ramos também destacou a infraestrutura laboratorial disponível no PTI para o desenvolvimento desse tipo de iniciativa. “Nas simulações feitas no Lasse é possível verificar e resolver os problemas antes de colocar o equipamento em funcionamento. Além disso, neste projeto foi possível realizar a integração do protótipo desenvolvido junto a plataforma de simulação em tempo real, essa simulação é conhecida como hardware-in-the-loop”. Esse tipo de simulação permite a redução de tempo, custos e esforços.
Da pesquisa à validação
Os resultados do projeto indicam que o controle implementado poderá ser aplicado em sistemas elétricos reais, garantindo um melhor desempenho quando comparado aos controles convencionais. Com o protótipo validado, para dar sequência ao projeto com uma visão de mercado, iniciaram-se tratativas com potenciais clientes, como institutos e empresas. “É um projeto completo, que seguiu a cadeia de inovação, começando pela pesquisa básica, passando pela pesquisa aplicada, desenvolvimento experimental e agora com o cabeça de série, mostrando ser uma solução madura para o mercado”, conta o gerente do Lasse, Rodrigo Otto.
O desenvolvimento do projeto também proporcionou uma integração entre as equipes do Lasse. “Um dos pontos interessantes desse projeto é que ele envolveu competências da parte de simulação do Lasse, com o uso da equipe do RTDS, mas também teve uma contribuição de nossa competência de automação, especialistas em LabView”, completou Otto.
O projeto de pesquisa foi dividido em etapas: desenvolvimento teórico; implementação da arquitetura de controle proposta; aquisição de hardware (uma plataforma de controle PXI, da National Instruments); desenvolvimento do protótipo; e modelagem do sistema elétrico no RTDS e realização de testes segundo o conceito de control hardware-in-the-loop (CHIL).
