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Assunto: Panorama Nacional
12.01.22
|
Com novo laboratório, Cepel pretende ser referência internacional em Smart Grids
Rio de Janeiro – Estrutura é a primeira do ramo na América Latina com capacidade para pesquisas e ensaios capazes de simular as condições reais de um sistema de energia elétrica

Débora Anibolete, para o Procel Info
Rio de Janeiro – As Smart Grids ou redes elétricas inteligentes são sistemas que utilizam tecnologia para aumentar a eficiência operacional, tendo como benefícios agregados maior confiabilidade e sustentabilidade no processo de fornecimento de energia. Visando apoiar o desenvolvimento desse modelo de distribuição energética no país, o Centro de Pesquisas do Setor Elétrico (Cepel) inaugurou, em dezembro de 2021, o Laboratório de Smart Grids (Lab SG1), na Unidade Adrianopólis, no município de Nova Iguaçu-RJ. A estrutura contou com um investimento estimado em R$ 20 milhões, oriundos da Eletrobras, da Petrobras e do Projeto de Assistência Técnica dos Setores de Energia e Mineral (Projeto Meta), iniciativa realizada pelo Ministério de Minas e Energia (MME). O laboratório se torna o primeiro da América Latina com capacidade para pesquisas e ensaios capazes de simular as condições reais de um sistema de energia elétrica.

O Lab SG1 vai atuar na realização de pesquisas experimentais e na prestação de serviços. De acordo com o Cepel, a maior parte das atividades do laboratório já está em andamento e as demais deverão ser iniciadas em breve. No primeiro segmento, serão realizados estudos relativos a avaliações de desempenho de equipamentos e sistemas sob condições realísticas; avaliação/otimização de desempenho de sistemas coordenados de controle para Recursos Energéticos Distribuídos (RED); desenvolvimento e avaliação de novas estratégias de operação para plantas de geração renovável e microrredes; avalização/otimização do desempenho de dispositivos de proteção para redes de distribuição, considerando Geração Distribuída e avaliação de novos ativos da rede em fase de transição energética, como conversores híbridos (on grid/off grid), entre outros.

Entre os serviços tecnológicos previstos estão a verificação de conformidade a normas técnicas nacionais e internacionais de equipamentos utilizados em sistemas de geração e armazenamento distribuído; verificação de interoperabilidade de comunicação entre dispositivos de diferentes fabricantes; medição de qualidade de energia de plantas de geração renovável e ensaios de desempenho diante de afundamentos de tensão de curta duração (LVRT) em conversores eletrônicos de potência. O laboratório também é uma unidade qualificada pela Coordenação Geral de Acreditação (CGCRE) do Instituto de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) para a realização de ensaios do Programa de Avaliação da Conformidade para sistemas e equipamentos para energia fotovoltaica.

“O laboratório tem diferenciais em cada uma dessas áreas de atuação. Por um lado, a potência nominal do laboratório, de 300 kVA, é a maior capacidade do Brasil para este tipo de ensaio. O que possibilita a avaliação no país de equipamentos para os quais antigamente não existia infraestrutura laboratorial que permitisse ensaiar os requisitos específicos das normas técnicas correspondentes. Por outro lado, a área de pesquisa experimental tem como um dos seus principais recursos uma bancada de simulação em tempo real Power Hardware in the Loop (PHIL), pioneira no Brasil, que possibilita avaliar, simultaneamente, vários Equipamentos Sob Ensaio (ESE), interagindo com a representação em tempo real do sistema elétrico no qual serão conectados”, destaca o pesquisador do Cepel, Oscar Solano Rueda, responsável pelo Laboratório de Smart Grids.

O representante do Cepel avalia que a inauguração da nova estrutura contribui com a ampliação da atuação do centro e, consequentemente para o desenvolvimento de pesquisas dedicadas à área de energia no país.

“O Lab SG1 introduz novas potencialidades à infraestrutura laboratorial brasileira para avaliação experimental de Recursos Energéticos Distribuídos e sistemas especiais de controle. Temos como missão nos tornar uma referência nacional nos ensaios e pesquisas concernentes a estes tipos de equipamentos e ter um papel relevante no setor elétrico”, destaca.

Unidade vai auxiliar na redução de perdas das distribuidoras de energia

A nova estrutura do Cepel vai colaborar com a operação das distribuidoras de energia. O trabalho realizado na unidade auxiliará na redução de perdas não-técnicas de sistemas de distribuição, pois permitirá supervisionar de forma eficiente o consumo de energia, ajudando, por exemplo, na redução de furtos. Os ensaios realizados no laboratório também poderão ajudar a reduzir perdas técnicas que ocorrem comumente durante o processo de distribuição energética.

“Nos sistemas de Geração Distribuída (GD), os prossumidores autoproduzem parte da energia por eles consumida, o que pode propiciar, entre outros benefícios, a redução das perdas elétricas técnicas, uma vez que esta energia não percorreria os sistemas de transmissão e distribuição. Entretanto, à medida que o nível de penetração de GD aumenta, esta situação pode virar, e o excesso de geração pode aumentar as perdas técnicas. Nesse sentido, o papel do Lab SG1 será fundamental para contribuir na identificação de limites de capacidade de hospedagem de GD das redes de distribuição, na definição de requisitos de rede com foco na redução de perdas técnicas, na criação de estruturas centralizadas de controle com este objetivo, por exemplo”, explica Rueda.
Laboratório contou com investimento de R$ 20 milhões, oriundos da Eletrobras, da Petrobras e do Projeto de Assistência Técnica dos Setores de Energia e Mineral (Projeto Meta)

O Lab SG1 oferecerá suporte técnico para definir e avaliar requisitos para a conexão dos Recursos Energéticos Distribuídos, ou seja, tecnologias de geração, armazenamento de energia elétrica e redução de consumo localizadas na área de atuação de uma concessionária de energia, sem comprometer o funcionamento adequado dos sistemas elétricos. O laboratório realizará, ainda, a avaliação da eficiência gerada por esses sistemas.

“De modo básico, o Lab SG1 fornece um cenário para analisar a eficiência energética originada pelos Recursos Energéticos Distribuídos em função do nível de penetração destes equipamentos nos sistemas de distribuição e da existência de sistemas especiais de controle. Além disso, os ensaios em equipamentos que integram a rede, tais como inversores fotovoltaicos, inversores eólicos, compensadores, controladores de carga, permitem a verificação de sua eficiência e o estabelecimento de patamares de desempenho em moldes similares aos selos de eficiência energética”, detalha o pesquisador Cesar Jorge Bandim, integrante da equipe do laboratório.

Lab SG1 vai acompanhar o desenvolvimento das redes inteligentes no país

Além dos serviços que já estão em fase operacional, estão previstos outros ensaios para o futuro, que deverão apoiar o desenvolvimento de tecnologias referentes ao universo das Smart Grids. Entre eles, está a implantação de uma microrrede híbrida em baixa tensão com mix de geração de energia fotovoltaica e convencional.

“Na microrrede em baixa tensão serão realizados principalmente ensaios de prova de conceito e avaliação de desempenho dos componentes. Um exemplo é a avaliação do seu sistema de controle, que deve ter capacidades de gerenciamento elétrico e energético, priorizando a função definida pelo usuário e considerando diversos cenários de geração intermitente, armazenamento eletroquímico, geração a diesel e operação conectada à rede ou ilhada. As conclusões destes ensaios serão valiosas para aprimorar o fornecimento de energia a comunidades isoladas, bem como a criação de novos mercados de energia nas redes urbanas”, destaca o responsável pelo Lab SG1, sobre a importância do sistema.
Nova estrutura do Cepel vai auxiliar as concessionárias de energia na redução de perdas não-técnicas de sistemas de distribuição, pois o laboratório vai permitir a supervisão de forma eficiente do consumo de energia, ajudando, por exemplo, na redução de furtos e ligações clandestinas

Também está no planejamento a implantação de um meter wall, que vai permitir a verificação da capacidade de comunicação de medidores inteligentes com outros medidores e também com sistemas de supervisão, ação que, segundo Rueda, é um desafio para as distribuidoras devido à falta de padronização dos protocolos.

A estrutura contará ainda com uma estação de carregamento de veículos elétricos instalada junto à microrrede. No local serão feitos ensaios de curva de carga e descarga, sobrecarregamento de alimentadores e de funcionamento de sistemas centrais de gerenciamento.

“[O laboratório] Representa um exemplo das iniciativas do Cepel para se modernizar e se equipar para atender os desafios presentes e futuros do setor elétrico brasileiro, de forma a contribuir na denominada Transição Energética, caracterizada pela implementação dos três D’s: Descarbornização, Descentralização e Digitalização”, destaca o pesquisador Cesar Bandim.
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