Automação residencial e eficiência energética: um estudo de caso / Residential automation and energy efficiency: a case study

Um dos fatores que impulsionaram o desenvolvimento de diversas tecnologias é a busca constante da humanidade pelo conforto e comodidade. Isso está diretamente relacionado ao desenvolvimento da automação residencial. No entanto, devido à complexidade e custos elevados estes sistemas são privilégios apenas de alguns indivíduos. Em vista disso, este trabalho apresenta uma análise comparativa entre três projetos para a automação do sistema de iluminação de uma residência. Dois dos sistemas de automação foram desenvolvidos pelos próprios autores para uma implantação de baixo custo utilizando microcontroladores (Arduino e ESP32) através de diferentes canais de comunicação sem fio (Wi-Fi e Bluetooth), o terceiro sistema é um dispositivo que já existe no mercado. Esses sistemas de automação foram implementados em um modelo de residência popular e comparados entre si em termos de consumo de energia, custo de implementação e eficiência de projeto. Os três sistemas foram analisados com dois tipos diferentes de lâmpadas para resultados mais consistentes. Onde um dos objetivos deste trabalho é mostras que é possível incorporar parâmetros de automação residencial de baixo custo em casas populares.

Estimation of nonlinear load contribution plots in the harmonic voltage distortion of a bus of interest of the power system using artificial neural network

This work presents a methodology to estimate the non-linear loads contribution on voltage harmonic distortion at a bus of interest in the electric power system. The estimation process is carried out through the development of a model based on artificial neural networks (ANN) added to a sensitivity analysis in neural network input. The ANN model input is constituted by the non-linear loads harmonic currents considered in the studied system, and the ANN output corresponds to the harmonic voltage values in the bus under study, for the same harmonic frequency. The study is carried out for each harmonic order individually and the data required for the construction of the model as well as for the results validation have been obtained from synchronized measurement campaigns and by computational simulation, using harmonic load flow studies. Comparisons between reference results through computational simulation with the results obtained by neural model are carried out and it is observed that the developed methodology is able to classify correctly the impact of non-linear loads in the voltage distortion at a bus of interest of the electric system. Additionally, the effectiveness of the methodology is tested in two real systems in order to verify the good performance of this methodology considering real data obtained during measurement campaigns.Apresenta-se neste trabalho uma metodologia para estimar a contribuição de cargas não lineares na distorção harmônica de tensão de um barramento de interesse do sistema elétrico de potência. A estimação é realizada através da construção de um modelo com base em redes neurais artificiais (RNA) juntamente com uma análise de sensibilidade nos neurônios de entrada da rede neural. A entrada do modelo neural é constituída pelas correntes harmônicas provenientes das cargas não lineares que compõem o sistema estudado, e a saída da RNA corresponde aos valores de tensão harmônica no barramento sob estudo, para a mesma frequência harmônica. O estudo é realizado para cada ordem harmônica individualmente e os dados necessários para a construção do modelo bem como para validação dos resultados são obtidos a partir de campanhas de medição sincronizadas e por meio de simulação computacional, através de estudos de fluxo de carga harmônico. A partir de comparações dos resultados de referência via simulação computacional com os resultados obtidos via modelo neural, é observado que a metodologia desenvolvida é capaz de classificar corretamente o grau de impacto de cargas não lineares na distorção de tensão em uma barra de interesse do sistema elétrico. Adicionalmente, é demonstrada a eficácia da metodologia em dois sistemas reais a fim de verificar o bom desempenho desta metodologia diante de dados reais obtidos durante campanhas de medição.UFPA - Universidade Federal do Par

Análise da qualidade da tensão no ponto de conexão de uma fábrica de alumínio com o sistema interligado nacional

In this work, it is presented an analysis of the voltage quality at the Point of Common Coupling (PCC) of an aluminum industry plant with the national grid in order to evaluate the impact of this facility in the grid regarding the voltage fluctuation, voltage unbalance and voltage harmonic distortion. The data of the power quality disturbances cited above were collected through a measurement campaign over a period of 7 consecutive days, as requested by the National Electric System Operator (ONS) for cases of loads connected to the grid which have nonlinear characteristics, such as aluminum plants. Additionally, a computational study to determine the maximum values of voltage harmonic distortion at the PCC is presented in order to complete the analysis made by the measurement campaign. The computational programs used for the study were the HarmZs of CEPEL and Matlab 7.0.Apresenta-se neste trabalho uma análise da qualidade da tensão no Ponto de Acoplamento Comum (PAC) entre uma indústria de alumínio e o sistema interligado nacional, de modo a avaliar o impacto produzido por esta instalação na rede básica no que diz respeito aos fenômenos de flutuação de tensão, desequilíbrio de tensão e distorção harmônica de tensão. Os dados dos distúrbios da qualidade da energia citados anteriormente foram coletados através de uma campanha de medição com duração de 7 dias consecutivos, solicitada pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) em casos de cargas conectadas à rede básica que apresentem características não-lineares, como é o caso das indústrias de alumínio. Adicionalmente, um estudo computacional visando determinar os valores máximos de distorção harmônica de tensão no PAC é apresentado com o intuito de completar as análises via campanha de medição. Os programas computacionais utilizados para a realização do estudo foram o HarmZs do CEPEL e o Matlab 7.0