Linhas de Pesquisa

• Processamento Eletrônico de Energia:

  Sistemas de energia envolvem diversas áreas da engenharia elétrica, entre elas: geração/produção/conversão, processamento, monitoramento, controle, e sistemas de tomada de decisão. A geração/produção/conversão de energia envolve fontes primárias de energia, renováveis ou não, técnicas e tecnologias envolvidas. Por sua vez o processamento, no caso processamento de energia, trata principalmente da manipulação e adequação dos parâmetros da energia elétrica (tensão, corrente, frequência e fase) para seu uso eficiente. Tal processamento é predominantemente baseado em eletrônica de potência. O monitoramento e o controle endereçam os algoritmos (flexíveis ou rígidos) e a eletrônica (analógica e digital, embarcada ou não), necessários para a geração/produção/conversão e o processamento da energia. Finalmente, os sistemas de tomadas de decisão em sistemas de energia abordam planejamento, manutenção e gestão e desta forma, se baseiam em modelagem de dados e do conhecimento. Esta linha de pesquisa tem como foco central as aplicações resultantes da área tecnológica de eletrônica de potência, ciência com aplicações mais amplas e diversificadas da engenharia elétrica e chave para o desenvolvimento sustentável dentro dos novos paradigmas tecnológicos e ambientais. Dentro da eletrônica de potência, os acionamentos eletrônicos, os controles de sistemas automatizados e os conversores para utilização em sistemas de energia alternativa e renovável são as aplicações já consolidadas de parte do corpo docente vinculado a esta proposta e de grande importância regional. A demanda pelo suprimento de energia na região do Pantanal, que precisa ser disponibilizada em locais de difícil acesso e com baixo impacto ambiental, é uma das razões para o destaque das fontes renováveis e alternativas de energia, fundamental para aumentar a capacidade de geração de energia aliada a busca por redução das emissões de gás carbônico buscando redução de impacto ambiental. Além disto a abundante irradiação solar na região e o custo elevado da energia elétrica acima da média nacional tem estimulado a geração distribuída conectada à rede elétrica. Neste contexto, as aplicações de eletrônica de potência, com foco na área de processamento eletrônico de energia, que estão incluídas nesta linha de pesquisa estão a integração de múltiplas fontes de energia no sistema elétrico, atendendo as normas de conexão, de anti-ilhamento, de sincronização e de maximização da produção de energia; isto com o uso de conversores eletrônicos de potência para atender ao controle do fluxo de energia em níveis e qualidade desejadas, que possam atender não somente sistemas conectados mas também ilhados (alimentação de cargas prioritárias). A cogeração de energia elétrica em processos industriais para redução do consumo e aumento da viabilidade dos processos, além da utilização desta energia tanto em média como em baixa tensão vislumbrado a diversificação da matriz energética do estado também é essencial para o desenvolvimento da região bem como a aplicação de fontes alternativas para o abastecimento de energia elétrica em processos agrícolas, irrigação, abastecimento de água ou refrigeração. Um tópico de interesse especial está nas redes inteligentes, as denominadas smart grids, que utilizam conversores eletrônicos de potência de forma interativa, e a interação das redes com veículos elétricos/híbridos ou demais fontes, cargas e armazenadores de energia, caracterizando contribuições para o futuro uso e disseminação das redes inteligentes. Para se obter sistemas de alta eficiência, de alta confiabilidade, de baixo peso e custos, com vida útil média elevada além de segurança operacional, os conversores eletrônicos de potência demandarão estudos e desenvolvimentos de algoritmos, métodos e sistemas de controle específicos capazes de serem integrados a processadores digitais de sinais, como DSPs e FPGAs, para prover adequada flexibilidade para a concepção das lógicas de controle. Por outro lado, o acionamento eletrônico de sistemas merece destaque especial, com os conversores para o acionamento de máquinas, com drives adequados para a melhoria de desempenho, reduzindo o consumo e melhorando a autonomia e o desempenho em veículos elétricos, híbridos ou autônomos, que devem estar vinculados às futuras redes inteligentes. Finalmente, mas não menos importante, estão os sistemas de processamento eletrônico e eficiente para sistemas de iluminação fluorescente e a LED a fim de maximizar a economia de energia; sistemas estes que podem evoluir com comandos em redes sem fio, tais como bluetooth e wi-fi e gerenciamento local e remoto, tanto para conversores únicos.

• Sistemas de Decisão Baseados em Computação Flexível:

  A modelagem de dados utilizando ferramentas de computação flexível é fundamental nas diversas áreas envolvidas em sistemas de energia. Tais modelos são utilizados para monitoramento dos sistemas de segurança, para o controle e operação eficiente e para a tomada de decisão relativa à gestão de tais sistemas (manutenção, comercialização, etc). Esta linha de pesquisa envolve, entre outros tópicos, a aplicação de modelos de decisão baseados em dados através de ferramentas estatísticas paramétricas e não-paramétricas, de modelos auto-associativos e de análises multivariadas a fim de, aperfeiçoar o sensoriamento, permitir diagnósticos, prognósticos e aumentar precisão, exatidão ou tolerância a falta. Entre as diferentes técnicas de computação flexível estão: regressões ponderadas localmente, regressões kernel, algoritmos genéticos, evolução diferencial, conjuntos aproximados (rough sets), conjuntos nebulosos (fuzzy sets), análise de componentes principais e técnicas estatísticas no domínio do tempo e da frequência. Projetos e trabalhos nesta linha de pesquisa envolvem a aplicação destas técnicas em controle não convencional, diagnóstico, prognóstico, predição, sistemas de apoio a tomada de decisão, entre outros. De maneira mais especifica, entre os diversos problemas a serem estudados nesta linha de pesquisa, estão: – Sistemas inteligentes de diagnósticos de equipamentos e processos para indústrias de energia elétrica, petróleo e gás, agroindústria, entre outros; – Sistemas de prognóstico para gestão/manutenção; – Modelagem de dados para tomada de decisão no setor elétrico (gestão de contratos, combate a perdas comerciais e recomposição de sistemas de distribuição); – Ampliação da capacidade de geração em sistemas de energia a partir de modelos e ferramentas de otimização; – Tomada de decisão no gerenciamento ótimo de energia em sistemas híbridos isolados (micro-redes); – Desenvolvimento e aplicação de controladores não convencionais para sistemas e processos.