Além de atuar no setor de pesquisas, desenvolvimento e inovação
nas áreas de laboratórios e pesquisa experimental, o Cepel
desenvolve projetos de gestão de ativos, energia renovável e
sustentabilidade, automação de sistema elétrico, otimização
energética e análise de redes elétricas para todas as entidades do
setor elétrico brasileiro e estrangeiro, incluindo instituições
públicas e privadas. Também presta serviços para fabricantes de
equipamentos elétricos e oferece apoio técnico a empresas,
indústrias, órgãos setoriais e governamentais, além de cooperar em
iniciativas que incentivam o desenvolvimento sustentável do país.
Com pesquisadores e técnicos altamente qualificados, o Cepel
prioriza a contratação de profissionais que possuem competência
comprovada em infraestrutura técnico-científica para o
desenvolvimento de soluções complexas e inovadoras direcionadas às
áreas de geração, transmissão, distribuição e comercialização de
energia elétrica. Alguns setores produtivos também estão incluídos
na atuação do Centro, como os setores de transportes, petroquímico
e alimentício, entre outros, oferecendo soluções de potencial
aplicação.
A infraestrutura laboratorial do Cepel é um patrimônio tecnológico
nacional, com instalações criadas em 1980 e atualizadas
continuamente para atender novas demandas por ensaios e projetos
de pesquisa intensivos em laboratórios e acompanhar ou estar à
frente do desenvolvimento tecnológico de equipamentos e sistemas
para o setor elétrico, no Brasil e no mundo. Novos laboratórios,
como o LabME – Laboratório de Mecatrônica e Dinâmica de Estruturas
e o Laboratório de Refrigeração Comercial, foram construídos ou
iniciaram operação em 2022, para que o Cepel possa contribuir
ainda mais para o avanço da tecnologia de equipamentos elétricos,
para as ações no âmbito da transição energética e para a
confiabilidade do Sistema Elétrico Brasileiro.
Produtos e soluções
O Cepel desenvolve diversas soluções e busca o constante
aperfeiçoamento ao oferecê-las para seus fundadores, associados,
clientes e parceiros. Em 2022, o Centro promoveu inúmeras
intervenções nos sistemas e softwares que desenvolve,
incluindo aprimoramento de metodologias e atualizações de
funções, rotinas e sistemas, além de iniciar o desenvolvimento
de interfaces gráficas mais amigáveis para facilitar o uso
dessas ferramentas.
Os produtos da organização são agrupados da seguinte forma:
ANÁLISES DE REDES ELÉTRICAS
O Sistema Interligado Nacional (SIN) apresenta características
elétricas muito especiais, como grandes distâncias entre as
maiores usinas geradoras e os centros de consumo, a presença
de elos de corrente contínua e a crescente participação de
fontes intermitentes, como eólica e solar.
Para viabilizar o funcionamento desse sistema complexo de
forma segura e econômica, foi desenvolvido um conjunto de
programas de análise de redes elétricas que colocaram o Brasil
em destaque na área.
ANAFAS
O ANAFAS é um programa computacional para cálculo de
curtos-circuitos. Permite a execução automática de grande
variedade de faltas e possui facilidades, como estudo automático
de superação de disjuntores, obtenção de equivalentes de rede,
redução de nível de curto em uma barra e cálculo automático da
evolução dos níveis de curto, permitindo a geração de resultados
orientados a pontos de falta ou de monitoração. A análise por
meio do ANAFAS permite a avaliação de superação de equipamentos
em caso de correntes de curto-circuito; realização de estudos de
acesso; auxílio na localização de faltas em linhas de
transmissão e auxílio na definição dos ajustes em sistemas de
proteção. Os equivalentes de rede obtidos pelo programa são
utilizados para estudos envolvendo transitórios eletromecânicos
ou eletromagnéticos. O ANAFAS é largamente utilizado pelas
empresas Eletrobras, ONS, EPE, Ministério de Minas e Energia
(MME), Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), empresas
concessionárias que operam redes de transmissão ou
subtransmissão, universidades e empresas de consultoria em
engenharia elétrica. Arquivos com dados para uso pelo programa,
referentes ao Sistema Interligado Nacional (SIN), estão
disponíveis para download nos sites do ONS e EPE.
AnaHVDC
O programa simula o comportamento dinâmico de sistemas elétricos
de potência de grande porte com múltiplos elos de corrente
contínua em configuração multi-infeed (condição em que múltiplos
elos de corrente contínua entregam potência em pontos
eletricamente próximos de um sistema elétrico de potência). O
AnaHVDC utiliza modelos com base em fatores dinâmicos para
representar os transitórios eletromecânicos e eletromagnéticos
via modelagem fasorial sem perda de precisão.
Reconhecido como uma solução inovadora, a única no mundo a
possibilitar esse tipo de simulação em sistemas de grande porte,
o programa possui diversos recursos, como a possibilidade de
considerar a modelagem completa do sistema de potência, com
todos os componentes representados em um estudo de estabilidade
e os transitórios eletromagnéticos. Outro importante recurso que
o programa oferece é a obtenção das formas de onda das válvulas
de elos de corrente contínua que permitem representar falhas de
comutação e têm o potencial para aplicações diversas no
planejamento da operação e da expansão da geração de energia
elétrica. Recentemente, foi disponibilizada a primeira versão do
programa voltada para estudos de transitórios de manobra, como
energização de linhas de transmissão e transformadores, rejeição
de carga e religamento monopolar e tripolar de linhas de
transmissão.
A adoção do programa AnaHVDC se traduzirá em ganhos na redução
do esforço das equipes na preparação das bases de dados dos
estudos, além da eliminação de imprecisões, por exemplo, na
representação das falhas de comutação que afetam os estudos para
definição de intercâmbios que podem impactar no custo da
energia.
ANAREDE
É o programa mais utilizado no Brasil para análise de sistemas
elétricos de potência em regime permanente, tanto em estudos de
planejamento da expansão quanto em planejamento da operação,
dispondo de módulos para fluxo de potência, fluxo de potência
continuado, análise de contingências, análise de sensibilidade
de fluxo e tensão, equivalente de redes, avaliação de corredores
de recomposição e cálculo automático de margem de transmissão.
Além dessas funções de análise de redes, o ANAREDE fornece a
solução inicial (ponto de operação) para outros programas, tais
como ANATEM, ANAFAS e PacDyn, através de arquivo binário ou
arquivo texto. Em 2022 o modelo de gerador síncrono do ANAREDE e
dos demais programas de análise de redes elétricas sofreu
alterações para representar de forma mais realista as unidades
geradoras de forma individualizada. Essas modificações
permitirão maior aderência do modelo computacional à realidade
de campo. O programa é amplamente empregado por empresas
públicas e privadas de geração, transmissão e distribuição de
energia elétrica, entidades setoriais, consultorias e
universidades, sendo também utilizado em outros países, como
Inglaterra, Itália, Espanha, Dinamarca e Angola.
ANATEM
Considerado o principal programa utilizado pelo setor elétrico
brasileiro para avaliação de estabilidade eletromecânica do
Sistema Interligado Nacional (SIN), o programa ANATEM realiza
simulações dinâmicas no domínio do tempo, visando a análise não
linear de transitórios eletromecânicos de sistemas de potência
de grande porte, compreendendo os períodos de estabilidade
transitória e dinâmica.
O ANATEM possui a capacidade de representação dos principais
componentes dinâmicos do sistema elétrico, tais como geradores
síncronos, elos de corrente contínua, dispositivos FACTS,
motores de indução, cargas estáticas e dinâmicas, usinas eólicas
e fotovoltaicas e sistemas de controle de forma geral. Os
sistemas de controle podem ser representados por modelos
predefinidos ou por controladores definidos pelo usuário (CDU),
que conferem ao ANATEM uma flexibilidade de modelagem e precisão
de resultados únicas.
O programa ANATEM é utilizado por entidades setoriais e
governamentais – como o ONS, a EPE Energética e o Ministério de
Minas e Energia –, pelas empresas Eletrobras, por empresas
públicas e privadas de geração, transmissão e distribuição de
energia elétrica, grandes consumidores industriais, produtores
independentes, consultoras e universidades (versões acadêmicas).
Arquivos com a base de dados dinâmicos no formato ANATEM para
simulação do Sistema Interligado Nacional estão disponíveis para
download nos sites do ONS e EPE.
FLUPOT
O programa FLUPOT (Fluxo de Potência Ótimo em Sistemas de
Energia Elétrica) tem como principal objetivo encontrar um
estado operativo de uma rede elétrica, em regime permanente, que
otimize uma determinada função/objetivo e satisfaça uma série de
restrições físicas e operacionais. O FLUPOT utiliza algoritmos
de otimização eficientes de programação não linear e destaca-se
pela flexibilidade na escolha da função/objetivo, pelos
controles que podem ser alterados e pelo conjunto de restrições
que devem ser obedecidas no processo de otimização. O algoritmo
de Pontos Interiores, utilizado no Programa FLUPOT, tem mostrado
um alto desempenho na resolução do problema de Fluxo de Potência
Ótimo em poucas interações, principalmente para casos de grande
porte, como o Sistema Elétrico Brasileiro.
O FLUPOT também permite considerar um conjunto de contingências
na rede, o que se denomina Fluxo de Potência Ótimo com
Restrições de Segurança. Nesta modalidade, o programa determina
uma solução que otimiza a função/objetivo e atende a uma série
de restrições físicas e operacionais, tanto para o caso base
quanto para cada caso de contingência fornecido, levando em
consideração os controles que podem ser alterados para o caso
base e para as contingências.
Nos últimos anos, o FLUPOT tem sido constantemente aperfeiçoado.
Em 2013, foi efetivamente integrado à interface gráfica do
programa ANAREDE. Entre os muitos benefícios desta integração,
destacamse a facilidade de utilização e a preservação de
equipamentos representados de forma individualizada e do estado
de equipamentos desligados. Mais recentemente, foi realizado o
aperfeiçoamento de Shunts Chaveáveis, Compensadores Estáticos de
Reativos e Geradores Individualizados. Também foram
aperfeiçoados o tratamento de taps de transformadores em
paralelo, o relatório de variáveis críticas, o método de
relaxação lagrangeana para casos de difícil solução e a
linguagem de seleção para definição de áreas de controle e
monitoração. Com todas estas funcionalidades e flexibilidade, o
programa FLUPOT pode ser utilizado no contexto do Planejamento
de Sistema de Transmissão ou Subtransmissão e da Operação de
Curto Prazo de Sistemas de Potência.
HarmZs
O programa HarmZs é uma ferramenta para estudos de comportamento
harmônico de sistemas de potência. Recomendado pelo ONS, ele é
amplamente utilizado em estudos de acesso à rede básica do
Sistema Interligado Nacional de novos empreendimentos com
conteúdo harmônico significativo, como sistemas HVDC, complexos
eólicos e solares ou siderúrgicas.
Com algoritmos avançados, interfaces gráficas amigáveis e
processamentos dos casos em lote, as funcionalidades do programa
são aderentes aos Procedimentos de Rede do ONS. Utilizado pelas
empresas Eletrobras, entidades setoriais (como o próprio
Operador e a EPE), consultoras e universidades, o HarmZs também
permite que estudos de acesso sejam agilizados e automatizados
utilizando ferramentas para seleção automática e processamento
em lote dos casos. Toda a metodologia empregada está descrita em
publicações nacionais e internacionais.
PacDyn
O PacDyn é um programa computacional voltado à análise e ao
controle de oscilações resultantes de pequenas perturbações em
sistemas elétricos de grande porte. É dotado de modernos
algoritmos para o cálculo de polos, zeros, resíduos, resposta no
tempo e resposta em frequência, utilizando técnicas de controle
clássico e moderno para identificação e mitigação de problemas.
Os estudos realizados pelo PacDyn permitem a identificação da
natureza das oscilações crescentes, ou pouco amortecidas, e o
ajuste dos diversos controladores para aumento dos seus
amortecimentos.
Além da análise de oscilações eletromecânicas, o PacDyn dispõe
da análise de ressonância subsíncrona e ajuste de FACTS em alta
frequência, onde a representação da dinâmica da rede é modelada
detalhadamente. Produto de notável aceitação no mercado
internacional, o programa vem sendo usado em vários países e já
foi utilizado em importantes estudos do Sistema Interligado
Nacional (SIN). O PacDyn tem sido usado, rotineiramente, para
determinação e otimização dos ajustes dos diversos controladores
do SIN, tanto para novas usinas como usinas já existentes,
contribuindo, significativamente, para a manutenção do bom
desempenho do sistema em relação a oscilações eletromecânicas
locais e entre áreas. Atualmente, o programa está integrado ao
ANATEM, utilizando os mesmos arquivos de dados e podendo ser
acionado diretamente na interface do ANATEM, facilitando a sua
utilização como ferramenta complementar aos estudos de
estabilidade eletromecânica. Recentemente, foi implementado no
programa o recurso de análise de múltiplos cenários, permitindo
a execução automática das simulações para diversos pontos de
operação.
AUTOMAÇÃO DE SISTEMAS
A automação desempenha um papel crucial no controle dos
sistemas elétricos, permitindo que operem de forma mais segura
e econômica. Há quase 50 anos, o Cepel atua nas áreas de
automação, proteção, supervisão e controle de sistemas
elétricos, desenvolvendo produtos líderes alinhados às mais
modernas técnicas de informática, comunicações e inteligência
artificial.
SAGE
O SAGE é a plataforma de gestão, controle, supervisão e
simulação em tempo real para sistemas elétricos mais utilizada
no Brasil, com mais de 2.000 instalações licenciadas. Ele é
aplicado na operação das redes elétricas das maiores empresas do
setor e de toda a rede nacional, por meio dos centros de
controle do ONS (sistema REGER). A plataforma, na sua versão
EMS, agrega funcionalidades típicas de um sistema de
gerenciamento de energia, como análise de redes em tempo real,
controle automático de geração e de tensão e tratamento de dados
sincrofasoriais, além de incluir ferramentas para apoio à
decisão, tais como Fluxo de Potência do Operador, Análise de
Contingências e Fluxo de Potência Ótimo, dentre outras. O SAGE
tem ainda a capacidade de gerar cenários para simulações e
estudos, visando o treinamento de operadores através do sistema
TOPSIM, que replica com exatidão o ambiente operativo de tempo
real.
Em 2022, os produtos SAGE-SCADA, SAGE-EMS e SAGE-PDC seguiram
conquistando novas empresas usuárias, com destaque para a
finalização da implantação do Centro de Controle da CEMIG-GT,
centenas de novas instalações do sistema em usinas, subestações
e centros, além de novos usuários na América Latina.
SINAPE
O sistema de coleta, gestão e análises de oscilografias digitais
foi projetado para aumentar a agilidade do processo de análise
de perturbações, ao empregar algoritmos para a análise
automática de distúrbios e a localização de faltas, de acordo
com as especificidades de cada empresa de energia elétrica. Sua
versão on-line, o SINAPE.net, apresenta seus resultados por meio
de modernas interfaces gráficas, projetadas para atender as
necessidades de cada tipo de usuário. O SINAPE é aplicável à
transmissão, à geração e à distribuição de energia, sendo
utilizado por grandes empresas e entidades do setor no Brasil,
com destaque para as empresas do grupo Eletrobras e o ONS, que
concentra a análise das principais ocorrências em toda a rede
elétrica brasileira.
TOPSIM
Essa plataforma de simulação para estudos e treinamento de
operadores está integrada ao SAGE e é semelhante a um simulador
de voo, reproduzindo situações operativas complexas para a
efetiva capacitação de operadores de sistemas elétricos. A
simulação é feita com base nos sistemas ANAREDE e SAGE,
desenvolvidos pelo Cepel, o que garante total compatibilidade
com as ferramentas mais utilizadas no Brasil para análise de
redes elétricas. Atualmente, o TOPSIM é a plataforma utilizada
pelo ONS para o treinamento de seus operadores e para a execução
de treinamentos entre empresas, em sessões conjuntas de
simulação. Grandes empresas transmissoras também utilizam o
TOPSIM, como a Eletrobras Chesf, IsaCTEEP e CEMIG-GT.
GESTÃO DE ATIVOS
A gestão de ativos é uma atividade essencial para as empresas,
uma vez que aumenta a disponibilidade e a confiabilidade de
seus equipamentos, e, ao mesmo tempo, reduz custos. Ao longo
de mais de 40 anos atuando nesta área, o Cepel desenvolveu uma
carteira de produtos já consolidada no setor elétrico
brasileiro. As soluções incorporam tecnologias da indústria
4.0 e trazem agilidade e eficácia ao monitoramento,
diagnóstico e manutenção de equipamentos em todo seu ciclo de
vida.
CAMPEM
O sistema CAMPEM destina-se a quantificar campos e induções
eletromagnéticas em torno de instalações elétricas de alta
tensão, por meio de simulações computacionais e de medições no
campo. Seus modelos e ferramentas computacionais abrangem desde
linhas de transmissão e subestações até equipamentos
específicos, permitindo sua aplicação em projetos, estudos,
diagnósticos de falhas, análises periciais e na adequação de
instalações elétricas a requisitos legais e normativos. Por meio
do CAMPEM, o Cepel presta suporte técnico às empresas, atua na
elaboração de normas técnicas, na prestação de serviços de
consultoria junto a entidades setoriais como a Aneel, e
participa também do Projeto Campos Eletromagnéticos, conduzido
pela Organização Mundial da Saúde (OMS), que trata da exposição
humana a campos eletromagnéticos elevados.
DianE
Sistema para gestão da manutenção de parques de equipamentos da
transmissão e da geração, o DianE correlaciona o histórico de
ensaios de campo e de monitoramento on-line, integrando técnicas
de análises e diagnóstico para produzir indicadores
uniformizados de confiabilidade de equipamentos para toda a
empresa. O DianE pode ser integrado ao sistema SAP-PM,
facilitando a gestão de ativos e suas tarefas de manutenção
associadas, bem como ao SAP Analytics Cloud, provendo painéis de
monitoramento da condição no ambiente corporativo.
O Cepel desenvolveu em 2022 um módulo de análise de ensaios
termográficos em subestações integrado ao DianE. A tecnologia
permite, através de termogramas, identificar pontos quentes e
indicar a necessidade ou não de intervenções de manutenção nas
subestações. Esse novo módulo foi implantado na Eletronorte e
aumentou ainda mais a produtividade das tarefas de inspeção
termográfica na empresa, conferindo maior facilidade e
assertividade nas análises de dados e minimizando erros humanos
a partir da automatização de todo o processo.
IMA-DP
Outra ferramenta lançada em 2022 é a nova versão do software
do sistema de monitoramento da condição do isolamento
elétrico em alta tensão IMA-DP, que incorpora ferramentas
sofisticadas de Inteligência Artificial para a separação dos
sinais de ruídos e identificação de diferentes defeitos, a
partir de uma tecnologia para análise da forma de pulsos,
chamada pulse shape analysis. Com isso, o sistema de medição
de descargas parciais tornouse muito mais poderoso para
diagnosticar diferentes tipos de defeitos em sistemas
isolantes elétricos, com gravidades diferentes, nos
equipamentos de alta tensão, aumentando também a
aplicabilidade e a assertividade do diagnóstico.
SOMA
O Soma é a plataforma do Cepel responsável pelo monitoramento da
condição de ativos, aplicado principalmente no monitoramento de
geradores. O sistema, através da detecção precoce de modos de
falha, contribui diretamente para aumentar a disponibilidade dos
ativos, a confiabilidade do sistema e a sustentabilidade do
negócio das empresas. O aumento da confiabilidade possui ainda
amplos benefícios sociais: aumentando a qualidade no
fornecimento de energia e reduzindo custos.
Com destaque para a utilização na usina de Itaipu, em 2022 o
programa foi implantado em mais duas usinas em Furnas (UHE
Simplício e UHE Furnas), além de ter iniciado sua instalação nas
duas centrais termonucleares da Eletronuclear. Em Furnas também
foi estabelecida a meta de criação de uma central de
monitoramento da condição dos geradores. Já na Petrobras foi
iniciado o projeto de implantação, a partir do SOMA, de uma
central de monitoramento de turbogeradores para todas as usinas
termelétricas da empresa.
SOMA - TURBODIAG
O produto Cepel Soma-Turbodiag une os conhecimentos
desenvolvidos por pesquisadores do Centro ao longo de mais de 20
anos de experiência, tanto pela atuação na área de avaliação de
integridade estrutural, monitoramento, diagnóstico e prognóstico
de vida remanescente em usinas termelétrica quanto pelo
desenvolvimento de softwares de monitoramento e
diagnóstico como, por exemplo, o Soma – Sistema Orientado ao
Monitoramento de Ativos.
Diante do ineditismo dos métodos de cálculo desenvolvidos para
prognóstico de vida remanescente de componentes críticos de
turbinas de geração elétrica e da importância estratégica deste
produto para o Cepel, foi registrado pedido de patente no
Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI). O
deferimento da patente destes métodos foi publicado na Revista
da Propriedade Industrial (RPI) Nº 2701 de 11 de outubro de
2022.
Os métodos patenteados pelo Cepel foram desenvolvidos para
estimativa do dano total acumulado por fluência e por fadiga e
para estimativa da vida remanescente de componentes críticos de
turbinas de usinas termelétricas, como, por exemplo, o rotor de
alta pressão de uma turbina a vapor. Tais métodos foram
concluídos por pesquisadores do laboratório de metalografia do
Cepel, como produto de um projeto de P&D da Carteira de Projetos
Institucionais do Cepel para a Eletrobras, e um módulo baseado
nestes métodos foi incorporado ao SOMA, resultando no produto
Cepel Soma-Turbodiag.
PROJETO VIDA ÚTIL
No escopo do projeto GAMMA, o Cepel desenvolveu uma metodologia
em parceria com a Diretoria de Transmissão da Eletrobras para o
cálculo da vida útil de Equipamentos da Transmissão. Esse
projeto, aplicado principalmente em transformadores de potência,
determina qual o momento propício, do ponto de vista econômico,
para a substituição desses ativos no sistema.
A iniciativa é de grande importância para a Eletrobras e para o
setor elétrico, dada a imensa quantidade de ativos no sistema
elétrico brasileiro que já excederam sua vida útil regulatória.
Nesse contexto, o projeto Vida Útil desenvolveu metodologia
robusta e consistente para calcular o momento adequado para a
substituição desses ativos e priorização de substituições.
OTIMIZAÇÃO ENERGÉTICA
A matriz eletroenergética do Brasil é única no mundo:
diversificada, majoritariamente renovável e com
complementaridade entre as regiões do país. Nesse contexto, o
Cepel desenvolve uma cadeia integrada de metodologias e
programas computacionais relacionados à otimização energética,
recursos hídricos, meio ambiente e comercialização de energia,
que explora as especificidades desse sistema, lidando com as
incertezas inerentes às fontes renováveis e permitindo o
planejamento e a operação otimizados em bases sustentáveis.
DECOMP
A plataforma computacional permite realizar o despacho
hidrotérmico em horizonte de até 1 ano, com representação
individualizada das usinas hidrelétricas e consideração da
incerteza conjunta das afluências e da geração eólica a partir
do segundo mês. Atua de forma integrada com os modelos NEWAVE,
DESSEM e GEVAZP nos processos de planejamento da operação e
formação do preço de energia, realizados pelo ONS e CCEE. No ano
de 2022, foram incorporadas restrições elétricas genéricas no
modelo, que são fornecidas através de expressões customizadas
pelo usuário, além de um aprimoramento na precisão do processo
de convergência da estratégia de Programação Dinâmica Dual
empregada no modelo.
DESSEM
A plataforma computacional permite realizar o cálculo do preço
da energia em base horária e a programação diária da operação,
incluindo ordem de despacho das usinas, suporte à titulação das
usinas termoelétricas e remuneração de agentes. Atua
integralmente com os softwares DECOMP e Newave, desenvolvidos
pelo Cepel e utilizados desde 2000 para o planejamento da
operação e formação de preço no Sistema Interligado Nacional
(SIN).
O DESSEM é utilizado oficialmente desde 2020 pelo Operador
Nacional do Sistema Elétrico - ONS para a programação da
operação e desde 2021 pela Câmara de Comercialização de Energia
Elétrica – CCEE para o cálculo de preço horário de liquidação de
diferenças. A utilização do modelo garante maior aderência entre
preço e operação e mais segurança do ponto de vista elétrico e
energético. Em 2022, foi incorporada no modelo DESSEM a
funcionalidade do unit commitment hidráulico, solicitada pela
CPAMP, que permite um detalhamento ainda maior da representação
das usinas hidrelétricas no modelo, ao modelar explicitamente
restrições associadas ao acionamento e desligamento de cada
unidade geradora.
LIBS
O ambiente Libs está sendo desenvolvido pelo Cepel para
padronizar os procedimentos de codificação, leitura de dados,
impressão de arquivos de saída e interfaces gráficas dos
modelos, respeitando suas particularidades. Foi criada uma
página na web para facilitar e ampliar o acesso ao conteúdo
metodológico e funcional dos modelos, usados oficialmente por
instituições setoriais e por mais de uma centena de empresas, a
fim de aprimorar o planejamento da expansão e da operação e a
formação de preços.
Trata-se de um ambiente computacional que facilita os estudos
integrados com a cadeia de modelos para planejamento energético
em relação à integração dos dados e a análise de resultados, e
possibilita ainda reduzir o tempo de resposta no desenvolvimento
de novas funcionalidades. O Cepel já está colhendo os benefícios
importantes que o Libs traz aos processos de revisão,
atualização e processamento desses modelos matemáticos. Um
desses benefícios é a funcionalidade de produtibilidade e perdas
variáveis da função de produção das usinas hidrelétricas. Esta
funcionalidade foi implementada no modelo DECOMP por meio das
Libs, sendo incorporada posteriormente no modelo DESSEM em 2022.
GEVAZP
É um modelo de geração conjunta de cenários de afluências às
usinas hidrelétricas e geração eólica, para os modelos NEWAVE,
DECOMP e SUISHI. Emprega técnicas avançadas de Estatística e
Séries temporais, empregando critérios rigorosos para a precisão
na representação da distribuição de probabilidades dessas
variáveis, aplicando a técnica de modelos autorregressivos
periódicos (par(P)), combinada com o uso de distribuição
log-normal para as componentes associadas às afluências e
Weibull para as componentes associadas à geração eólica. Em
2022, foram incorporados fatores por patamar para a geração
éolica, introduzidos nos modelos NEWAVE e DECOMP.
SUISHI
É um modelo de simulação da operação de sistemas hidrotérmicos
interligados que utiliza como técnicas de solução a utilização
de programação linear associada à aplicação de regras
heurísticas operativas que visam emular a decisão do operador
com relação ao despacho das usinas hidrelétricas. Pode funcionar
acoplado aos modelos NEWAVE e GEVAZP. Também permite a simulação
da operação de sistemas puramente hidrelétricos para o cálculo
das Energias Firmas das suas usinas. Em 2022, o modelo SUISHI
foi aperfeiçoado para simular a operação de sistemas
hidrotérmicos considerando uma política de operação (Função de
Custo Futuro), construída para usinas individualizadas, além de
ter passado por aperfeiçoamentos no cálculo da altura de queda
das usinas localizadas na bacia do rio Paraíba do Sul.
NEWAVE
O NEWAVE é um modelo estratégico utilizado para calcular a
política operativa de sistemas hidrotérmicos interligados,
empregando avançadas técnicas de otimização estocástica e
modelagem estatística para as incertezas relacionadas às vazões
afluentes para as usinas hidrelétricas.
O produto é utilizado oficialmente pelas instituições do setor
elétrico nos principais processos associados ao planejamento
energético, envolvendo a avaliação dos Planos Decenais de
Expansão e cálculo da garantia física das usinas hidrelétricas
pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE), o Planejamento
Energético do sistema e o cálculo do Programa Mensal da Operação
pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), além do Preço
de Liquidação de Diferenças pela Câmara de Comercialização de
Energia Elétrica (PLD), em conjunto com os modelos DECOMP e
DESSEM.
O NEWAVE ainda é a principal ferramenta já criada para
prospecção de preços pelas empresas Eletrobras e pelos agentes
do setor elétrico brasileiro. Em 2022, o Centro disponibilizou
novas versões dos modelos, aprimorando a modelagem da geração
eólica de forma explícita, como recurso despachável, e
representando também a incerteza e variabilidade na geração
dessa fonte, de forma conjunta com a incerteza nas vazões
afluentes, através de cenários gerados pelo modelo GEVAZP. Além
disso, foram disponibilizadas versões com a modelagem
individualizada das usinas hidrelétricas (até 12 meses à frente)
e incorporando uma série de restrições hidráulicas adicionais.
Foram introduzidos também aperfeiçoamentos no desempenho do
modelo, de forma a manter o tempo computacional nos níveis
desejados pelos processos realizados pelas instituições que
utilizam o modelo.
A atual versão do modelo tem o objetivo de atender a uma das
solicitações da CPAMP – Comissão Permanente para Análise de
Metodologias e Programas Computacionais do Setor Elétrico, já
que a representação da incerteza das usinas eólicas e a
modelagem individualizada das usinas hidrelétricas são
atividades prioritárias e estão sendo validadas no atual ciclo
do grupo de trabalho GT-Metodologia da CPAMP.
PLANEJAMENTO ESTRATÉGICO EMPRESARIAL E COMERCIALIZAÇÃO DE
ENERGIA
No mundo corporativo, um dos desafios que se apresentam é
a alocação dos recursos financeiros de forma adequada, que
busque a maximização do retorno sobre o capital investido.
Para tanto, é de suma importância o entendimento dos rumos
que estão sendo seguidos pelo setor, de tal forma que seja
possível antever oportunidades e desafios, possibilitando
uma preparação prévia por parte das empresas. Isto
possibilita o estabelecimento de um plano de expansão
alinhado à visão e objetivos da empresa. Um dos passos
seguintes é a avaliação da viabilidade econômica dos
investimentos planejados e a definição de estratégias
comerciais para o produto, neste caso, a comercialização
da energia elétrica. Os modelos MELP, ANAFIN e o sistema
ECOMERC (PLDPRO, MOP, SAZOP), desenvolvidos pelo CEPEL, se
encaixam neste contexto.
MELP
O modelo MELP é um sistema computacional desenvolvido para a
definição de planos de expansão de mínimo custo de
investimento e operação para o setor elétrico e setor de gás
natural acoplado, considerando o investimento
individualizado em tecnologias de geração (usinas
hidrelétricas, termelétricas e renováveis), interligações e
componentes do sistema de gás natural (gasodutos, unidades
de regaseificação e processamento), no médio e longo prazo.
Aplica em sua metodologia de solução o estado-da-arte em
otimização combinatória de grandes dimensões, baseada em
decomposição em programação inteira mista e computação
distribuída, podendo definir estratégias ótimas de expansão
sobre diversos tipos de incertezas, incluindo aquelas
relacionadas a custos e demandas e associadas à
disponibilidade de geração renovável. Este modelo possui
integração com modelo NEWAVE, para avaliação dos critérios
de garantia de suprimento e pode ser utilizado para derivar,
além de cenários futuros de expansão, cenários de custos
marginais de operação, podendo contribuir para a área de
comercialização de energia. O MELP pode ainda servir como
uma ferramenta de otimização de portfólio de investimentos,
pois define portfólios diversificados de custo mínimo e
retorno máximo, de acordo com a participação desejada pela
empresa de energia no plano de expansão.
ANAFIN
O ANAFIN é um modelo para a análise da viabilidade econômica
e de risco de empreendimentos de G&T. É acoplado aos modelos
NEWAVE e SUISHI, possibilitando a utilização de diferentes
cenários de preço e geração para a usina de estudo,
independente da tecnologia avaliada. Em suas análises, o
ANAFIN considera todos os aspectos relacionados ao arcabouço
regulatório vigente no setor elétrico brasileiro, tais como
os tributários e comerciais. Em 2022, foi incorporada ao
modelo a possibilidade de se avaliar projetos híbridos, que
consideram mais de uma tecnologia de geração, assim como
projetos de produção de hidrogênio. Também foi permitida a
construção dos fluxos de caixa em base horária e a análise
conjunta dos fluxos de caixa de uma carteira de projetos.
MOP
Na busca da melhor estratégia de comercialização, um dos
maiores desafios das empresas é minimizar o risco de
exposição ao mercado de curto prazo, tendo em vista a
volatilidade do Preço de Liquidação das Diferenças. Nesse
sentido, está sendo desenvolvido o modelo MOP que maximiza o
retorno de portfólio de contratos de compra e venda de
energia, minimizando ainda o risco associado.
PLDPro
O PLDPro é uma plataforma para realização de estudos de
prospecção do preço de energia no mercado de curto prazo
(Preço de Liquidação de Diferenças), que tem sido
desenvolvido de maneira participativa com as empresas
Eletrobras. O programa encadeia e gerencia todos os
modelos envolvidos na geração do preço e gera resultados
consolidados em planilhas para tratamento estatístico.
Possui interface para internet e permite a execução
remota dos modelos. Em 2022, foi disponibilizada a
primeira versão estável do módulo SazOpt do ECOMERC, que
foi usado para a sazonalização da garantia física de
várias UHEs em Furnas, Eletronorte e Chesf, sendo também
a primeira versão em container do ECOMERC. Os destaques
foram a inclusão de nova funcionalidade para elaboração
de cenários de carga, com ajuste automático dos arquivos
e conversão dos dados entre os modelos NEWAVE e DECOMP,
e a disponibilização do módulo SazOpt, para a
sazonalização da garantia física de UHEs para fins de
MRE.
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
BDMotor
Utilizado como um sistema de diagnóstico energético e
de suporte a projetos de eficiência energética
envolvendo motores de indução trifásicos, o BDMotor
agrega um banco de dados de motores de diversos
fabricantes, ferramentas de análise de carregamento e
cálculo de eficiência de motores, bem como ferramentas
de análise de retorno de investimentos em soluções
eficientes. Criado nos anos 2000, o sistema é indicado
pela Aneel para projetos de eficiência energética na
indústria, proporcionando economia para o setor.
Os programas PLDPro e ANAFIN estão sendo integrados à plataforma
Libs, que tem como objetivos prover um tratamento eficiente dos
dados necessários para essas ferramentas, além de uma plataforma
avançada, em ambiente web, para execução e gerenciamento
de casos, além de elaboração de scripts para análise e
tratamento de dados e resultados.
RENOVÁVEIS E SUSTENTABILIDADE
A matriz eletroenergética brasileira destaca-se por ser uma
das mais diversificadas e renováveis do mundo, o que vem sendo
reforçado pelo incremento de fontes como a eólica e a solar.
No Cepel, são desenvolvidos produtos voltados para os
principais desafios dessas novas tecnologias, sempre buscando
o desenvolvimento sustentável e a minimização dos impactos
socioeconômicos e ambientais negativos.
IGS
Sistema de indicadores para gestão da sustentabilidade
empresarial, o IGS foi desenvolvido para ser uma ferramenta de
armazenamento, edição, tratamento, consulta e gerenciamento das
questões relacionadas aos indicadores de sustentabilidade, a fim
de dar suporte a todas as empresas do Sistema Eletrobras neste
âmbito. A plataforma permite coleta e análise de dados de meio
ambiente, sustentabilidade, desempenho empresarial, P&D+I,
Governança, Risco e Compliance (GRC), auxiliando no
acompanhamento de metas e nos processos de tomada de decisão. Os
dados computados também auxiliam no atendimento às demandas de
investidores, seja nas respostas aos questionários dos índices
de sustentabilidade das bolsas de valores (ISE/B3 e Dow Jones
Sustainability Index) pelas empresas Eletrobras ou em outros
relatórios direcionados para estes stakeholders.
Para o ano de 2022, o Cepel, que também utiliza o sistema para
coleta de indicadores para elaboração de seu relatório anual,
optou por realizar a atualização do seu sistema IGS Relat, em
alinhamento com a nova metodologia da Global Reporting
Initiative (GRI) 2021.
Emisfera
O Emisfera realiza cálculos de emissões de gases de efeito
estufa (GEE) para fins de elaboração de inventários de GEE
corporativos e indicadores GRI relacionados ao tema. Atualmente
a ferramenta computacional está sendo incorporada na estrutura
do IGS Analítico, que utiliza métodos de pesquisa operacional
para construção e análise de séries históricas de indicadores do
Sistema IGS, além de realizar a validação, análise e projeções
futuras. A nova versão do Emisfera no IGS Analítico conta com
interface amigável, dashboards e relatórios de saída executivos,
visando atender as necessidades dos clientes em termos de relato
e publicação de resultados de emissões e indicadores
energéticos.
SINV
O sistema SINV tem como objetivo auxiliar a elaboração dos
Estudos de Inventário Hidrelétrico de Bacias Hidrográficas, um
dos estudos estratégicos do Planejamento da Expansão da Geração.
O SINV permite realizar, de forma descomplicada, estudos
econômicoenergéticos, socioambientais e comparação das
alternativas de divisão de quedas de aproveitamento do potencial
hidrelétrico da bacia, tendo como objetivo a seleção da melhor
alternativa, levando em consideração o cenário de usos múltiplos
da água. O sistema segue as metodologias e critérios descritos
no Manual de Inventário Hidrelétrico de Bacias Hidrográficas
(MME, 2007), e foi desenvolvido de modo a permitir sua aplicação
em qualquer bacia hidrográfica do Brasil ou do mundo.
Relacionado a este tema, foram desenvolvidos em 2022 estudos
sobre as implicações e entraves da consideração de usinas
hidrelétricas reversíveis (UHR), uma vez que se planeja incluir
esta tecnologia nos Estudos de Inventário.
Calculadora LCOH
Útil para a área de tecnologias do hidrogênio, a Calculadora
LCOH fornece o custo nivelado de hidrogênio (em inglês,
Levelized Cost Of Hydrogen). Com interface amigável e
interativa, a ferramenta disponibiliza o resultado do LCOH
imediatamente na tela do celular ou computador, e pode ser
acessada via web, gratuitamente, no site do Cepel. Utilizando
parâmetros internacionais para realizar análises de viabilidade
econômica preliminares de plantas de hidrogênio verde, ela
permite a comparação do custo de produção deste último com o
custo do hidrogênio produzido com base em outros recursos
energéticos, como o gás natural.
Wind O&M App
A análise da saúde de turbinas, parques e complexos eólicos
demanda muito esforço, capacidade técnica e processamento de
muitos dados, na maior parte das vezes, não centralizados e de
difícil consulta. O software Wind O&M App, desenvolvido
pelo Cepel, se apresenta como solução para tais obstáculos. O
Wind O&M realiza o pósprocessamento de dados SCADA de parques
eólicos, com avaliação da curva de potência real (CPR), dos
alarmes e downtime dos sistemas e subsistemas dos
aerogeradores e de KPI’s para avaliação da performance do
parque.
Mais detalhadamente, a ferramenta apresenta análises de
relevância gerencial como: previsão e avaliação da produção,
fator de capacidade, eficiência e curva de potência reais,
disponibilidades IEC 61400-26 operacional e energética, impacto
de “constrained-off” e base de cálculo para a resolução
normativa N297/2021 Art. 4, de relevância operacional como:
banco de dados histórico estruturado, relatórios para auditoria
e sócios, pesquisa de acidentes e falhas, integridade física e
progressão do regime de ventos e de relevância para a gestão da
manutenção como: modelos estatísticos para ocorrência de alarmes
e falhas, análise de “downtime” e identificação de
anormalidades, além de permitir que o usuário realize suas
próprias inspeções.
A versão da ferramenta desenvolvida no ano de 2022 apresenta
interface agradável e intuitiva, construída com tecnologia
Web, e a velocidade de processamento da linguagem Julia,
para que o usuário faça complexas análises com poucos cliques e
foque apenas na interpretação dos resultados. O Wind O&M App
está disponível nas versões Web e desktop com a garantia
de que os dados do usuário estejam sempre na posse do mesmo.
CALC-P90e
Todo o processo de contratação de compra e venda de energia
elétrica produzida com fonte eólica exige um cálculo específico:
a estimativa da produção energética P90 a partir da
identificação e quantificação das incertezas envolvidas no
processo de cálculo desta produção.
Como os valores das incertezas são informados por certificadores
especializados no setor, a classificação e a metodologia deste
cálculo não são explícitas e, por um longo período, era
fornecido apenas um número. Com o objetivo de tornar mais
transparente o procedimento do cálculo das incertezas envolvidas
na estimativa da produção energética de um parque eólico, o
Cepel desenvolveu uma metodologia totalmente rastreável que
contribui para uma melhor avaliação das incertezas e dos riscos
do investimento em questão. O novo método também atende às
exigências mais recentes da EPE para habilitação de projetos
eólicos. Em 2022, o Cepel finalizou um aplicativo web para
cálculo do P90, de fácil utilização e que visa agilizar o
cálculo do P90, tornando acessível uma avaliação do projeto, sua
produção energética mais provável, suas incertezas inerentes,
bem como análises de sensibilidade.
AMBIENTRANS
O AMBIENTRANS, utiliza técnicas de Geoprocessamento e de Sistema
de Informações Geográficas, de forma acoplada ao software
ArcGIS, com o objetivo de definir uma região ou um corredor onde
os impactos socioambientais potenciais da instalação de
empreendimentos lineares são minimizados de acordo critérios
previamente definidos.
Em 2022 iniciou-se o desenvolvimento de um módulo de avaliação
de traçado de linha de transmissão considerando aspectos
socioambientais. Este módulo incorpora critérios de avaliação da
criticidade socioambiental considerando indicadores relativos ao
meio biótico e socioeconômico e tem como premissa a
contabilização da interferência do traçado proposto com feições
espaciais que representam alto potencial de impacto. A
ferramenta é interessante do ponto de vista de planejamento e
para avaliação de riscos socioambientais relacionados aos lotes
ofertados nos leilões de transmissão.
ENSAIOS – AVALIAÇÃO DE CAMPO
SMARTe
Desenvolvido em bancada experimental nas instalações
laboratoriais de alta tensão do Cepel, o Sistema de
Monitoramento e Análise Remota de Transitórios Eletromagnéticos
(SMARTe) é capaz de medir, registrar e realizar uma análise
prévia das perturbações na rede, sem interromper a operação.
Assim, é possível obter informações sobre as solicitações
transitórias que o equipamento sofre durante sua operação,
contribuindo para ações de gestão sobre os ativos e
investigações sobre causas de falhas. Em 2022, um protótipo do
SMARTe foi instalado, comissionado e operado com sucesso na
subestação de 800 kV de Itaberá, pertencente a Furnas, uma das
sócias-fundadoras e mantenedoras do Centro. A solução foi
adotada por Furnas para subsidiar um estudo de análise de falhas
a partir do monitoramento dos sinais transitórios em
determinados pontos da subestação.
SCAN
Sistema de Caracterização e Análise no Domínio da Frequência
para identificação de alterações físicas em equipamentos
elétricos de alta tensão. A grande contribuição desse sistema é
ser composto de hardware e software de fácil manutenção,
intercambiável com outras tecnologias e de baixo custo em
relação à média do mercado. As análises realizadas com o SCAN e
o SMARTe são importantes para acompanhar o desempenho
operacional dos equipamentos e de instalações do sistema
elétrico brasileiro, diminuindo a possibilidade de falhas que
provoquem danos a pessoas e/ou a outros equipamentos e
instalações, além de interrupção do fornecimento de energia. Em
dezembro de 2022, o SCAN foi uma das técnicas utilizadas pelo
Cepel para auxiliar no diagnóstico do isolamento estatórico do
gerador da Usina Nuclear de Angra 2. A aplicação desta técnica
em rotores de geradores síncronos é emergente, com poucas
aplicações e publicações no mundo.
Fidcorr
Ferramenta computacional para automatização do diagnóstico de
corrosão em fundações de torres de linhas de transmissão, sem a
necessidade de escavação nem desligamento da linha, evitando
interrupção no suprimento de energia e contribuindo para
sistematizar e reduzir os custos do processo de inspeção dessas
fundações. Aliando uma técnica de fundamentação eletroquímica
com um programa computacional, o Fidcorr otimiza a manutenção
das torres de transmissão para conferir e avaliar o avanço do
processo corrosivo nessas estruturas. Desse modo, a solução tem
potencial não somente de aumentar a produtividade média em
termos de torres inspecionadas por dia (de três para 12 torres a
cada dia), mas também em relação a torres inspecionadas por dia
por funcionário, reduzindo o tamanho médio da equipe necessária
de seis para três profissionais.
ANTEPAROS DE CAMPO
Visando a segurança das equipes de manutenção em linha viva,
pesquisadores do Cepel desenvolveram um novo dispositivo de
segurança, os “Anteparos de Campo”. O dispositivo reduz de forma
significativa o campo elétrico a que estão expostos os
trabalhadores nesse tipo de serviço. Sua eficiência foi validada
por meio de ensaios no laboratório de Alta Tensão do Cepel, e
testes em campo, com o apoio de Furnas, foram concluídos em
novembro de 2022. Os Anteparos de Campo são eficientes, de fácil
instalação e utilização, possuem baixo custo de produção e
necessitam de pouca manutenção. Atualmente, a patente está sendo
requerida junto ao INPI e já existem empresas interessadas na
produção e comercialização do produto.
Infraestrutura laboratorial e suas realizações em 2022
O Cepel conta com uma infraestrutura laboratorial
multidisciplinar, mantida no estado da arte desde seu início de
operação no final da década de 1970, por meio da qual realiza
pesquisa experimental e serviços tecnológicos, atendendo
demandas mais complexas por projetos, ensaios, medições e
perícias técnicas, incluindo trabalhos em campo, para o setor
elétrico brasileiro e do exterior.
Com seus laboratórios e equipe altamente especializada, o Cepel
atua em temas tais como: eficiência energética; materiais;
mecânica; mecatrônica; alta potência; alta, extra e ultra-alta
tensão e smart grids. Em eficiência energética, os laboratórios
do Cepel atuam nas áreas de refrigeração, motores,
transformadores de distribuição, iluminação, máquina de lavar e
módulos fotovoltaicos. Em materiais e mecatrônica, as áreas de
atuação dos laboratórios são metalografia, química, corrosão,
propriedades mecânicas, dinâmica de estruturas, robótica e
sensores inteligentes. No laboratório de alta potência, a
atuação é voltada para avaliação de desempenho elétrico e
termomecânico de equipamentos de potência (transformadores,
disjuntores, seccionadores, painéis etc.), em condições normais
e extremas.
O Laboratório de Smart Grids, por sua vez, atua na avaliação de
requisitos de Recursos Energéticos Distribuídos (geração
fotovoltaica, eólica, armazenamento, veículos elétricos e novas
tecnologias Smart) e em ensaios em plantas de geração renovável.
Já os laboratórios de alta, extra e ultra-alta tensão, com
capacidade para níveis de até 1300 kVca e ± 1000 kVcc, atuam em
avaliação de desempenho dielétrico de configurações de linhas de
transmissão e equipamentos que fazem parte de linhas e
subestações, em condições a seco, sob chuva e sob poluição.
Realizam também investigações sobre causa de falhas em
equipamentos e calibração de sistemas de medição de tensão e
corrente elétrica utilizados em laboratórios de alta tensão e
potência.
Em 2022, o Laboratório de Eficiência Energética (LabEE) do Cepel
recebeu investimentos, por meio do Plano de Aplicação de
Recursos do Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica
(PAR - Procel), para um novo conjunto de instalações
laboratoriais para ensaios de eficiência energética em
refrigeradores comerciais e industriais, na unidade Adrianópolis
(Nova Iguaçu - RJ). Estas instalações foram concluídas em 2022 e
têm inauguração prevista para ocorrer em meados de 2023. Com
estas instalações, o Cepel passa a ter condições únicas no país
para ensaiar refrigeradores e condicionadores de ar de maior
potência e, por isso, terá papel fundamental em atividades no
âmbito do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE), que
classifica os equipamentos elétricos comercializados no Brasil
em termos de eficiência energética.
O LabEE atua na avaliação do desempenho energético,
características elétricas, compatibilidade eletromagnética e
segurança elétrica em diversos produtos, como lâmpadas,
luminárias, condicionadores de ar, refrigeradores, máquinas de
lavar, módulos fotovoltaicos, motores e transformadores. Em
2022, a área de ensaios em módulos fotovoltaicos completou o
processo de acreditação pela Cgcre/Inmetro e realizou ensaios de
caracterização de cerca de 420 módulos para a Petrobras.
Com seus laboratórios e equipe altamente especializada, o
Cepel atua em temas tais como:
eficiência energética; materiais; mecânica; mecatrônica; alta
potência; alta, extra e ultra-alta tensão e smart grids.
No final de 2022, a instituição também iniciou um processo de
modernização de seu Laboratório de Alta Potência (LabAP),
localizado na unidade Adrianópolis. Com esta modernização, a
operação do laboratório se tornará mais eficiente, com maior
nível de automação e novos espaços e funcionalidades nas
instalações, trazendo benefícios em termos de confiabilidade,
segurança e conforto para todos os clientes da unidade.
Ao longo do ano de 2022, o LabAP realizou ensaios importantes
para garantia da confiabilidade do sistema elétrico brasileiro e
para o desenvolvimento da indústria nacional de equipamentos
elétricos. Estes ensaios foram realizados em chaves
secionadoras, barramentos blindados, transformadores de potência
e de aterramento, comutadores sob carga, limitadores de
curto-circuito, painéis, reatores trifásicos e cubículos para
diversos clientes como Siemens, Weg, Romagnole, Comtrafo, ITB,
Adelco, JOW, TCEL, Hubbell, Polux e PressMat.
O novo Laboratório de Smart Grids (LabSG), inaugurado em
dezembro de 2021, na Unidade Adrianópolis, iniciou sua operação
em 2022. Neste laboratório, foram realizados ensaios e pesquisas
experimentais em inversores de potência utilizando as bancadas
Hardware-in-the-loop (HIL) e Power Hardware-in-the-loop (PHIL),
em que é possível verificar o desempenho de equipamentos em
condições representativas das existentes em campo, além da
avaliação de conformidade de Recursos Energéticos Distribuídos
(RED), como geração distribuída, armazenamento distribuído,
veículos elétricos plugáveis, gerenciamento pelo lado da
demanda, entre outros.
Este laboratório iniciou também em 2022 uma atuação importante
no âmbito de um acordo firmado entre Eletrobras e a empresa
EnerTech, realizando ensaios e avaliação de desempenho em um
container que servirá como fonte de energia fotovoltaica, para
fins de aplicação em um programa de descarbonização na Amazônia.
O LabSG atendeu também demandas da Chesf para ensaios em
inversores fotovoltaicos e realizou Pesquisa Experimental para
apoio às atividades do projeto P&D HBESS da SE de Messias.
Um dos destaques do último ano na área de corrosão, do
Laboratório de Materiais e Propriedades Mecânicas (LabMM), foram
serviços tecnológicos pioneiros no mercado de energia solar e
eólica, com o objetivo de classificar a agressividade
atmosférica, de acordo com critérios normatizados, buscando
definir procedimentos de ensaio em campo e em laboratório. Os
resultados destes serviços geram economia e confiabilidade tanto
em empreendimentos já em operação como os ainda em fase de
projeto.
As diversas áreas dos Laboratórios de Materiais e Mecatrônica
também tiveram atuações importantes em 2022 para atender
demandas das associadas do Cepel, tais como: Furnas - Análise de
falha em grampo de ancoragem de linha de alta tensão, Avaliação
de desempenho de conectores para estais de linhas de
transmissão, Análise de óleos isolantes, Avaliação de processo
corrosivo em ferragens de isoladores, Avaliação de desempenho de
revestimentos anticorrosivos e Análise de conformidade de
ferramental para manutenção em linha viva de 760 kV; Chesf -
Análise de falha em pino de cisalhamento da UHE de Paulo Afonso;
Eletronorte - Inspeção nos vasos de pressão e tubulações da UHE
de Samuel e Avaliação de integridade de trilhos de movimentação
de transformadores da SE Porto Velho; CGT Eletrosul - Avaliação
de integridade da unidade C da Usina Termelétrica de Candiota;
Eletronuclear - Investigação da causa da decomposição química da
Hidrazina, Análises de falha de anel de gerador e do acoplamento
do eixo de gerador de emergência, Análise de óleos isolantes,
Inspeção e caracterização de revestimentos expostos em ambiente
marinho e Avaliação de esquemas de pintura; Itaipu - Avaliação
de processo de corrosão sob esferas de sinalização; e Petrobras
- Início dos projeto de pesquisa 1) “Tecnologias ágeis para
manutenção preditiva de óleo lubrificante em grandes máquinas”,
com duração prevista de 36 meses 2) “Suporte à Avaliação de
Flexibilidade em Plantas Termelétricas”, com duração de 18 meses
e 3) “Avaliação de Integridade de Caldeiras e Tubulações em
Termelétricas por Monitoramento e Modelagem Matemática”, com
duração de 36 meses.
Os Laboratórios de Alta, Extra e Ultra-Alta Tensão do Cepel
também foram utilizados em atividades importantes para o
setor elétrico brasileiro. Ensaios para fins de
desenvolvimento e homologação de equipamentos elétricos de
potência foram realizados em dezenas de transformadores de
corrente classe 550 kV, em isoladores poliméricos classe 500
kV, ferragens e cadeias de isoladores de vidro classe 500
kV, 100 conectores de alta tensão, cerca de 10 caminhões
utilizados em manutenção de equipamentos energizados, chaves
seccionadoras, além de ensaios inéditos no Brasil em pá de
aerogerador. Também foram realizadas calibrações de sistemas
de medição em alta tensão e medições de transitórios de
manobra no campo.
No Laboratório de Ultra-Alta Tensão (LabUAT) foi finalizada
a preparação do arranjo de ensaio para o projeto de P&D
sobre transmissão em UAT corrente alternada no Brasil, com
um recorde de geração de tensão em corrente alternada em
laboratório no país, de 1300 kV.
É importante destacar a continuidade dos trabalhos de
perícia técnica para investigação da causa raiz de falhas
em equipamentos, bem como ensaios em materiais e
componentes utilizados nos sistemas de transmissão,
geração e distribuição em todo o país. Nestas atividades,
são aplicadas soluções desenvolvidas e validadas nos
laboratórios do Cepel.
Os principais clientes atendidos pelos laboratórios do Cepel com
estes ensaios e serviços foram Siemens, Sadel, Isoelectric,
Maxxweld, Grid Solution, Weg, Bauteau, SGBH, Enel Green Power,
LM Wind Power e Furnas.
É importante destacar a continuidade dos trabalhos de perícia
técnica para investigação da causa raiz de falhas em
equipamentos, bem como ensaios em materiais e componentes
utilizados nos sistemas de transmissão, geração e distribuição
em todo o país. Nestas atividades, são aplicadas soluções
desenvolvidas e validadas nos laboratórios do Cepel para
realizar medições de transitórios de tensão e investigações
sobre falhas de equipamentos em campo. Tais ações exigem a
multidisciplinaridade de que o Centro dispõe, decorrente da
experiência e do conhecimento de seu corpo técnico qualificado e
de sua infraestrutura laboratorial diversificada.
Para aperfeiçoar e manter a excelência em sua atuação
laboratorial, o Cepel tem implantado um sistema de gestão da
qualidade que atua por meio de uma área dedicada a esta
atividade e com auditores internos e externos. Ao longo de 2022,
foram realizadas nos laboratórios sete auditorias internas e uma
de cliente, com quatro reuniões internas de análise crítica para
tratamento de eventuais não conformidades. Nestas auditorias, os
laboratórios do Cepel são avaliados de acordo com a ABNT NBR
ISO/IEC 17025:2017 - Requisitos gerais para a competência de
laboratórios de ensaio e calibração.
Após suspensão por conta da pandemia, em 2022 foram retomadas as
visitas às instalações laboratoriais, tanto de equipes de
técnicos e gestores de empresas quanto de grupos de estudantes.
Seguindo os protocolos de segurança, mais de 300 visitantes
conheceram as estruturas laboratoriais e os trabalhos
desenvolvidos pelo Cepel.
Entre as visitas, vale salientar a da diretoria do LACTEC, de
representantes da Copel, de dirigentes do SENAI CIMATEC e dos
executivos da Adelat (Associação de Distribuidores de Energia
Elétrica da América Latina). Além disso, houve a visita de
dirigentes da Casa da Moeda do Brasil, em busca de apoio técnico
ao programa Moeda Solar, de eficiência energética, e de
diplomatas do Japão, que analisaram projetos de cooperação
internacional em curso e possíveis novas parcerias.
Destaques e Premiações
Revista Científica
International Journal of Electrical Power and Energy Systems
(IJEPES)
De olho no futuro, uma das principais frentes de atuação do
Centro tem sido sua contribuição técnica e produção científica.
Em 2022, a metodologia do Cepel para identificação de
responsabilidades sobre distorções harmônicas foi publicada na
renomada revista científica International Journal of Electrical
Power and Energy Systems (IJEPES), e a metodologia para
aprimoramento da representação da função de produção
hidrelétrica nos modelos de otimização energética foi publicada
na revista científica internacional Electric Power Systems Research (EPSR).
Cepel no SNPTEE
O Cepel teve participação de destaque no XXVI Seminário Nacional
de Produção e Transmissão de Energia Elétrica (SNPTEE), maior
evento técnico do setor elétrico brasileiro. No total, foram
apresentados cerca de 60 trabalhos nas sessões técnicas, com 12
projetos premiados, além de representação na Comissão Técnica e
nas mesas dos Grupos de Estudos (GEs) do congresso promovido
pelo Comitê Nacional Brasileiro de Produção e Transmissão de
Energia Elétrica (CIGRE-Brasil).
Artigos publicados no
International Journal of Climatology e na Bienal de CIGRE
em Paris
Uma importante área de atuação do Cepel são as pesquisas sobre
as tendências observadas nos últimos anos tanto na precipitação
quanto nas afluências aos reservatórios hidrelétricos. Nesse
contexto, destacase o desenvolvimento do projeto MudClima
(Avaliação e Efeito das Mudanças Climáticas nas Previsões
Hidrometeorológicas), do qual resultaram dois artigos técnicos
recepcionados e publicados no
International Journal of Climatology
e na Bienal do CIGRE, em Paris, ambos em setembro de 2022.
Certificado Energia Renovável – Thymos Energia
Em junho de 2022, a Unidade Adrianópolis passou a contratar a
energia elétrica no ambiente de contratação livre (ACL),
conhecido como “mercado livre de energia”, no qual os
consumidores podem escolher o seu fornecedor.
Além da economia observada, alinhada ao objetivo estratégico de
buscar eficiência e racionalização dos custos, a iniciativa de
migrar para o mercado livre, obtendo energia de fontes
renováveis, gerou reconhecimento por meio de certificação
concedida pela Thymos Energia, devido à contribuição do Cepel
para a redução de emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE).
Em setembro, a empresa recebeu o Certificado de Energia
Renovável, associado a dois dos Objetivos de Desenvolvimento
Sustentável (ODS), da ONU: o ODS 7 (Energia Acessível e Limpa) e
o ODS 13 (Ação Contra a Mudança Global do Clima), por ter
evitado a emissão de 405,68 tCO2 durante um ano,
equivalente ao plantio de mais de 670 árvores ou à retirada de
circulação de cerca de 110 carros movidos a gasolina, de acordo
com metodologia do Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada
(IPEA).
Empresa Amiga da Baixada Fluminense
O Cepel foi homenageado pela Associação de Desenvolvimento
Econômico e Social da Baixada Fluminense (ADESBF) por seus 48
anos e recebeu a certificação “Empresa Amiga da Baixada
Fluminense”, devido à estrutura laboratorial de destaque
instalada em Adrianópolis. A unidade é um marco local relevante,
pois contribui para o desenvolvimento da Baixada Fluminense como
um todo.
Casa Cepel Nzeb - Nearly Zero Energy Building
Classificado em primeiro lugar na Chamada Pública Procel Edifica
NZEB Brasil 2020, o projeto de eficiência energética chamado
Casa Cepel NZEB (Nearly Zero Energy Building), elaborado
em parceria com a Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da
Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), teve suas obras
iniciadas em 2022.
O objetivo da Casa NZEB é demonstrar aplicações sustentáveis no
setor de edificações, propondo a redução nos impactos ambientais
e na demanda de energia elétrica, com a utilização de
tecnologias de eficiência energética e de geração de energia de
fonte renovável para suportar seu consumo.
3ª edição da Norma Eletrobras de Pintura
Anticorrosiva – NE-030
No último ano, houve o lançamento da 3ª edição da Norma
Eletrobras de Pintura Anticorrosiva NE-030, que estabelece os
requisitos técnicos qualitativos e quantitativos, verificáveis
em laboratório, exigíveis nos processos de qualificação e
recebimento da tinta epóxi isenta de alcatrão de hulha. Lançadas
inicialmente pelo Cepel em 2016, as Normas Eletrobras de Pintura
Anticorrosiva são um marco no setor elétrico brasileiro, pois
foram os primeiros normativos a atender à demanda de proteção
anticorrosiva por pintura. Usadas pela Eletrobras e pelos
fornecedores de serviços de pintura, tais ferramentas são
importantes para o controle de qualidade no tratamento eficiente
contra a corrosão.
Descarbonização na Amazônia
O Cepel firmou acordo com Eletrobras e EnerTech, desenvolvedora
e investidora em energia limpa apoiada pelo governo do Kuwait,
para implantação de soluções de descarbonização na Amazônia.
Numa primeira implementação, o projeto consiste na implantação
de solução modular proprietária constituída por contêiner que
incorpora painéis solares, armazenamento por baterias, sistema
de controle local e monitoramento remoto via web, em uma
comunidade isolada da região amazônica. Antes da instalação do
contêiner na comunidade selecionada, o sistema passou por uma
bateria de ensaios realizados pelo Laboratório de Smart Grids do
Cepel.
A iniciativa está alinhada com o Pacto para descarbonização da
matriz elétrica de sistemas isolados da Amazônia, que visa
substituir a geração a diesel por energia limpa, renovável e
acessível. O Cepel atua como braço técnico da Eletrobras na
avaliação de soluções já existentes, como o Sistema Container
Enertech, e em novas soluções que tenham potencial de aplicação
no programa de descarbonização da Amazônia.
Normas técnicas Cepel: padronização de procedimentos de inspeção
por END
O Cepel, por meio da equipe do laboratório de metalografia,
coordena um projeto para a Eletrobras com o objetivo de elaborar
guias de boas práticas para padronizar os procedimentos de
inspeção por Ensaios Não Destrutivos (END) em ativos das plantas
de geração de energia do setor elétrico nacional. Este projeto
tem a colaboração das empresas Eletrobras e da Eletronuclear e,
em 2022, foram concluídas três Normas Técnicas Cepel, aprovadas
por uma Comissão Técnica formada pelas empresas participantes do
projeto, disponibilizadas no portal do Cepel:
NTC-101 – MEDIÇÃO DE ESPESSURA POR ULTRASSOM MANUAL;
NTC- 102 – DETECÇÃO DE DESCONTINUIDADES POR LÍQUIDO
PENETRANTE
e
NTC-103 - DETECÇÃO DE DESCONTINUIDADES POR PARTÍCULAS
MAGNÉTICAS.
Expin48: Cepel apoia evento de inovação no Cefet/RJ
Fomentar e integrar o ecossistema de inovação foi o objetivo
principal da participação do Cepel no Expin48, que ofereceu
apoio institucional e indicou um pesquisador próprio para
integrar o comitê julgador que avaliou os projetos.
O evento, promovido pelo Cefet/RJ, proporcionou a troca de
experiências em projetos de inovação a estudantes de todos os
níveis de sua rede – médio, técnico, graduação e pós-graduação.
Cerca de 70 pessoas (sendo 40 alunos e o restante de mentores e
equipes de apoio) se reuniram no campus Maracanã para
apresentarem propostas de soluções inovadoras em desenvolvimento
sustentável.
Plano trienal do Programa Nacional do Hidrogênio (PNH2)
O Cepel participou da elaboração do Plano de Trabalho Trienal do
Programa Nacional do Hidrogênio (PNH2), recentemente
disponibilizado pelo Ministério de Minas e Energia para consulta
pública. O documento está estruturado em cinco Câmaras
Temáticas, cada uma delas focada em ações do período de 2023 a
2025.
Os pesquisadores e representantes do Centro participaram das
reuniões semanais da Câmara Temática de Planejamento Energético
e, ainda, de uma reunião da Câmara de Abertura e Crescimento do
Mercado e Competitividade.
Dentre os vários temas abordados, os representantes do Cepel
enfatizaram, em suas apresentações, as contribuições e possíveis
futuros desdobramentos no âmbito do PNH2 relacionados
principalmente com os eixos de Tecnologia e de Mercado. Foram
destaques as análises tecnológicas, os estudos de eficiência e a
integração energéticas, as análises técnicoeconômicas e as
atividades de certificação e de segurança, segmentos nos quais o
Cepel já atuou em projetos na área de Tecnologias do Hidrogênio
(TH2).
Futuramente, o Cepel poderá ainda contribuir com os estudos de
determinação de potencial de produção de hidrogênio (mediante
diferentes tecnologias e a partir de diversos recursos
naturais), com as análises de demanda por hidrogênio e
derivados, segundo diferentes setores econômicos, bem como com
os estudos de armazenamento energético e hibridização de
sistemas e tecnologias.
O Cepel tem um histórico de atuação na área de Tecnologias do
Hidrogênio (TH2) ao longo de quase duas décadas de
desenvolvimento em P&D. Em ambas as câmaras temáticas, foram
apresentados os principais projetos que o Centro já executou ou
de que participou: ANEEL CHESF, Redes Temáticas FINEP, ANEEL
Furnas, Carteira PI – Eletrobras e Fundação Parque Tecnológico
de Itaipu. Os representantes do Centro também falaram de
projetos em andamento, como os de P&D ANEEL junto à SPIC Brasil,
à Furnas e da Carteira PI Eletrobras.
