Linhas de Pesquisa
 

Smart Grids e Energia Renovável

A linha de pesquisa Smart Grids e Energia Renovável tem como escopo a realização de pesquisas voltadas aos sistemas elétricos de potência com a inserção dos diferentes tipos de energia, num ambiente futurista, de redes inteligentes (do inglês Smart Grids). Para tanto, dispõe-se de técnicas de inteligência artificial para análise da operação e/ou do planejamento de sistemas elétricos. Portanto, o foco principal dessa linha é enviesado pelos conceitos de Smart Grids e Micros. Destaca-se nessa linha o forte emprego de eletrônica de potência ao processamento de energia e ao acionamento e controle de máquinas elétricas. As pesquisas realizadas no escopo desta linha visam aprimorar as tomadas de decisão para concessionárias de transmissão e distribuição de energia elétrica, usinas geradoras e ainda garantir melhor eficiência e confiabilidade na operação dos sistemas elétricos de potência. Ainda é cabível mencionar que os consumidores residenciais, comerciais e industriais são incluídos nessa linha, devido às pesquisas que visam o gerenciamento de energia pelo lado da demanda, em que são considerados os softwares para smart meters (medidores inteligentes) e a transmissão de dados desses medidores às concessionárias (pesquisa feita em conjunto com a linha de Processamento Digital de Sinais). Por outro lado, a Energia Renovável tem como propósito realizar pesquisas sobre tecnologias de fontes alternativas de energia. Nesta área de pesquisa, serão realizados estudos em diversos temas de interesse para o desenvolvimento de novas tecnologias que permitam gerar, converter e integrar na rede elétrica fontes de energias renováveis diversas, como eólica, fotovoltaica, heliotérmica, biomassa e também a energia hidráulica. Apesar de a matriz energética nacional ser renovável, ela é predominantemente hidráulica, tendo enfrentado dificuldades no fornecimento energético do país em períodos de seca. Neste contexto, é essencial diversificar a matriz energética nacional buscando por novas fontes de energia. Assim, percebe-se que a linha de pesquisa em questão possui uma forte integração inteligente de fontes de energia, para geração e distribuição de energia elétrica sustentável e com alto padrão de qualidade, o que também é assunto de pesquisa da linha Smart Grids. E o viés de monitoramento da qualidade da energia elétrica utilizando diversas tecnologias de medição inteligente (do inglês Smart Metering) e suas soluções para melhoria, com propostas de filtros ativos e controle inteligente da rede, exige pesquisas de Sistemas e Controle (a outra linha de pesquisa do PPGEE).

Sistemas e Controle

A linha de pesquisa Sistemas e Controle visa realizar estudos em duas vertentes. Na primeira, processamento de sinais, busca-se pesquisar temas relacionados à análise e aplicações de técnicas para o processamento, entendimento, recuperação e extração de informação de sinais de diversas fontes, processamento e análise não linear de sinais, filtragem e estimação de estados. Um sinal é um conjunto de informações que pode ser armazenado, transmitido ou utilizado para tomar decisões. Dentro desta linha de pesquisa são abordados tópicos de vanguarda, tais como o processamento de sinais de fala, ultrassom, biomédicos, imagem, vídeo e o processamento de dados em geral, incorporando métodos de aprendizado de máquina, visão computacional e redes neurais artificiais. Na segunda, objetiva-se realizar estudos teóricos e práticos na modelagem de sistemas dinâmicos lineares e não lineares e identificação de sistemas, cuja criação de modelos matemáticos serve de base para o desenvolvimento de projeto de controladores. Possíveis técnicas de controle a serem implementadas envolvem estratégias de controle robusto, multivariável, adaptativo e estocástico, aplicadas a sistema lineares ou não lineares, incertos, multivariáveis, variantes ou invariantes no tempo, considerando ou não diferentes critérios de desempenho, como alocação regional de polos, custos garantidos H-2 ou H-Infinito. Nessa mesma vertente, estuda-se o desenvolvimento de aplicação de algoritmos de otimização para a obtenção de melhores soluções para o projeto de um sistema de controle, o que envolve o emprego de diferentes estratégias de síntese, incluindo, por exemplo, desigualdades matriciais lineares (LMIs), técnicas de otimização global, não convexa e multiobjetivo, assim como estratégias de inteligência computacional, tais como a computação evolutiva e lógica fuzzy. As características dos projetos desenvolvidos nesta linha de pesquisa permitem que grande parte dos modelos matemáticos e algoritmos desenvolvidos possam ser executados de forma embarcada, utilizando para isso dispositivos microcontrolados, microprocessados ou FPGA’s. Esses dispositivos trabalham em conjunto com sensores e transdutores, recebendo sinais elétricos provenientes de circuitos utilizados para condicionar sinais e enviando sinais de controle aos circuitos de acionamento e atuadores eletromecânicos. Nesse contexto, destaca-se a importância das linhas de pesquisa relacionadas a metrologia e instrumentação, que visam justamente caracterizar esses elementos que serão usados em conjunto com os dispositivos programáveis. Ressalta-se ainda que dispositivos programáveis podem ser utilizados em aplicações envolvendo as duas grandes áreas descritas nesta proposta, seja para aplicações envolvendo processamento digital de sinais e controle quanto para interfacear sinais provenientes de medidores inteligentes de energia, caracterização de dispositivos nano e micro fabricados, objeto de estudo da linha de pesquisa Smart Grids e Energia Renovável.