Desenvolvimento de Conversores Estáticos Inteligentes para Conexão de Microrredes e Recursos Energéticos Distribuídos (REDs) ao Sistema Elétrico de Potência

por Andressa de Moura Periolo
Publicado: 27/10/2023 - 16:19
Última modificação: 04/10/2024 - 14:45
Desenvolvimento de Conversores Estáticos Inteligentes para Conexão de Microrredes e Recursos Energéticos Distribuídos (REDs) ao Sistema Elétrico de Potência

Descrição: O projeto de pesquisa em pauta possui grande relevância e interesse científico na Área de Tecnologia para o Desenvolvimento Sustentável e na Área Tecnologia de Energia, focado no setor de energias renováveis, cidades inteligentes e microrredes. Cabe ressaltar que uma das partes cruciais no surgimento das microrredes é o aprimoramento dos semicondutores e da eletrônica de potência na segunda metade do século passado. Os conversores estáticos ou conversores de eletrônica de potência permitem a operação e controle das microrredes de forma eficiente, confiável e inteligente. Inovações nas áreas de automação, controle, comunicação, computação e tecnologia da informação também são componentes-chave no desenvolvimento e implementação de microrredes. No que tange aos conversores de eletrônica de potência, destaca-se o grande interesse por parte da indústria e da academia pelo desenvolvimento de Smart Power Electronics Converters ou Conversores Estáticos Inteligentes. Trata-se de uma versão mais sofisticada de conversores estáticos que torna possível manter a rede elétrica estável e confiável à medida que mais recursos energéticos distribuídos são conectados ao sistema. Em vez de apenas injetar energia elétrica na rede, os inversores e retificadores inteligentes devem ser capazes de ter comunicação bidirecional com ela. Assim, surge a necessidade de desenvolver sistemas de controle e gerenciamento avançados para que os conversores possam executar funcionalidades específicas de suporte à rede elétrica, relacionadas à tensão, frequência, comunicações e controles em conformidade com normas internacionais. Este projeto de pesquisa conta com o apoio financeiro da CAPES e da FAPEMIG - Processo APQ-04929-22 - concedido no âmbito do Acordo de Cooperação Técnica n 299/2023 e do Edital n 38/2022, Programa de Desenvolvimento da Pós-Graduação (PDPG) - Parcerias Estratégicas nos Estados III, e do CNPq Processo 406881/2022-7 concedido no âmbito do Edital CNPq/MCTI/FNDCT N 25/2022..
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Financiamento: CNPq - CHAMADA CNPQ/MCTI 25/2022 - Linha 2 - Processo: 406881/2022-7 - Valor Global: R$ 529.000,00 (custeio e capital); CAPES – Edital nº 38/2022 - Programa de Desenvolvimento da Pós-Graduação (PDPG) - Parcerias Estratégicas nos Estados III. Valor Global: R$ 1.977.600,00 (bolsas); FAPEMIG - Edital nº 38/2022 - Programa de Desenvolvimento da Pós-Graduação (PDPG) - Parcerias Estratégicas nos Estados III. Valor Global: R$ 593.280,00 (custeio)

ICT Executora: Universidade Federal de Uberlândia, Faculdade de Engenharia Elétrica, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica (PPGEELT)
ICT Parceira: University of Vaasa (UWaasa, Finlândia) (https://www.uwasa.fi/en)
Integrantes: Marcelo Godoy Simoes, Qudrat Ullah
ICT Parceira: Universidade Federal do Ceara (UFC, Brasil) (http://www.dee.ufc.br/)
Integrantes: Demercil de Souza Oliveira Júnior, Paulo Peixoto Praça
ICT Parceira: Universidade Federal do Triângulo Mineiro(UFTM, Brasil) (https://www.uftm.edu.br/engenharia-eletrica)
Integrantes: Danillo Borges Rodrigues, Lucas Pereira Pires

Artigos publicados:

P. A. R. Freitas, Lucas P. Pires, Luiz C. Freitas, Ênio C. Resende, Henrique T. M. Carvalho, Luiz C. G. Freitas, Gustavo B. Lima, "New Global Maximum Power Point Tracking Technique Based on Indirect PV Array Voltage Control for Photovoltaic String Inverters With Reduced Number of Sensors," in IEEE Access, vol. 12, pp. 43495-43505, 2024, https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3380475.

Ê. C. Resende, M. G. Simões and L. C. G. Freitas, "Anti-Islanding Techniques for Integration of Inverter-Based Distributed Energy Resources to the Electric Power System," in IEEE Access, vol. 12, pp. 17195-17230, 2024, https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3357710

R. R. Godoi, T. A. Felipe, F. C. Melo and L. C. G. Freitas, "Comparison of String Inverter and Microinverters: A Case Study Concerning Energy Yield and Accuracy of MPPT Algorithms," 2023 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), Orlando, FL, USA, 2023, pp. 3075-3082, https://doi.org/10.1109/APEC43580.2023.10131561.

Freitas, L.C.G.; Simoes, M.G.; Praça, P.P. Power Electronics Converters for On-Board Electric Power Systems. Energies 202316, 3771. https://doi.org/10.3390/en16093771

A. O. C. Neto, A. L. Soares, V. F. Barbosa, D. B. Rodrigues, L. C. G. Freitas and G. B. De Lima, "Analysis and Development of a Bidirectional Three-Phase Hybrid Rectifier for DC Microgrids with Distributed Energy Resources," in IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, https://doi.org/10.1109/JESTPE.2023.3284759

Souza Junior, M.E.T.; Freitas, L.C.G. Power Electronics for Modern Sustainable Power Systems: Distributed Generation, Microgrids and Smart Grids—A Review. Sustainability 202214, 3597. https://doi.org/10.3390/su14063597

Resende, Ê.C.; de Moura Carvalho, H.T.; Freitas, L.C.G. Implementation and Critical Analysis of the Active Phase Jump with Positive Feedback Anti-Islanding Algorithm. Energies 202215, 4609. https://doi.org/10.3390/en15134609

M. E. T. Souza and L. C. G. Freitas, "Grid-Connected and Seamless Transition Modes for Microgrids: An Overview of Control Methods, Operation Elements, and General Requirements," in IEEE Access, vol. 10, pp. 97802-97834, 2022, https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3206362

Programas de computador:

MOURA, BEATRIZ CRISTINA ; SANTOS NETO, P. J. ; GUIMARAES, E. C. ; Rodrigues, D. B. ; CARVALHO SILVEIRA, JOÃO PEDRO ; Freitas, L. C. G. . ADC. 2023.
Patente: Programa de Computador. Número do registro: BR512024003211-8, data de registro: 10/12/2023, título: "ADC" , Instituição de registro: INPI - Instituto Nacional da Propriedade Industrial.

SOUZA JR, M. E. T. ; Rodrigues, D. B. ; GUIMARAES, E. C. ; Freitas, L. C. G. . CITIINV. 2023.
Patente: Programa de Computador. Número do registro: BR512024002424-7, data de registro: 10/12/2023, título: "CITIINV" , Instituição de registro: INPI - Instituto Nacional da Propriedade Industrial.

JÚNIOR, LÚCIO ROGÉRIO ; MOURA, H. T. ; Rodrigues, D. B. ; Freitas, L. C. G. ; COELHO, E. A. A. . FBSPI-VSICCM-VVC. 2024.
Patente: Programa de Computador. Número do registro: BR512024003448-0, data de registro: 09/02/2024, título: "FBSPI-VSICCM-VVC" , Instituição de registro: INPI - Instituto Nacional da Propriedade Industrial.

Patentes:

RESENDE, E. C. ; Freitas, L. C. G. . MÉTODO DE DETECÇÃO DE ANTI-ILHAMENTO PARA SISTEMAS DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA E MICRORREDES. 2023, Brasil.
Patente: Privilégio de Inovação. Número do registro: BR10202300605, título: "MÉTODO DE DETECÇÃO DE ANTI-ILHAMENTO PARA SISTEMAS DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA E MICRORREDES" , Instituição de registro: INPI - Instituto Nacional da Propriedade Industrial. Depósito: 31/03/2023Instituição(ões) financiadora(s): CNPq, FAPEMIG e CAPES.

Capítulos de livro publicados:

FREITAS, LUIZ CARLOS GOMES; RODRIGUES, DANILLO BORGES . Uninterruptible power supplies. In: Marcelo Godoy Simões; Tiago Davi Curi Busarello. (Org.). Power Electronic Converters and Systems. Volume 2: Applications. 2nded.Londres: Institution of Engineering and Technology, 2024, v. , p. 295-319. http://dx.doi.org/10.1049/pbpo241g_ch23

Praça, Paulo Peixoto ; FREITAS, LUIZ CARLOS GOMES . Soft-switching converters. In: Marcelo Godoy Simões; Tiago Davi Curi Busarello. (Org.). Power Electronic Converters and Systems. Volume 1: Converters and machine drives. 1sted.Londres: Institution of Engineering and Technology, 2024, v. , p. 185-235. http://dx.doi.org/10.1049/PBPO241F_ch6

Gomes, Luciano Coutinho ; FREITAS, LUIZ CARLOS GOMES . Permanent magnet synchronous motor drives. In: Marcelo Godoy Simões; Tiago Davi Curi Busarello. (Org.). Power Electronic Converters and Systems. Volume 1: Converters and machine drives. 1sted.Londres: Institution of Engineering and Technology, 2024, v. , p. 409-429. http://dx.doi.org/10.1049/PBPO241F_ch11

RODRIGUES, DANILLO BORGES ; FREITAS, LUIZ CARLOS GOMES ; LIMA, GUSTAVO B. . DC/DC converters and building blocks for power electronics. In: Marcelo Godoy Simões; Tiago Davi Curi Busarello. (Org.). Power Electronic Converters and Systems. Volume 1: Converters and machine drives. 1sted.Londres: Institution of Engineering and Technology, 2024, v. , p. 281-330. http://dx.doi.org/10.1049/PBPO241F_ch8