Plataforma embarcada para monitoramento descentralizado de sistemas de distribuição utilizando conceitos de Internet das Coisas

• Main Author: Gonzaga Junior, Rosvando Marques
• Publication Date: 2020
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Download full: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-16112021-095859/
• topic: Advanced Measurement Infrastructure; Distribution systems; Embedded systems; Estimação de Estado; Infraestrutura de Medição Avançada; Internet das Coisas; Internet of Things; Medidores eletrônicos; Sistemas de distribuição de energia; Smart meters; State Estimation

objetivo principal desta dissertação de mestrado é demonstrar as vantagens e viabilidade do monitoramento descentralizado de Sistemas de Distribuição (SDs). Para isso propõe: (i) Arquiteturas descentralizadas para alocação de módulos eletrônicos de processamento para monitoramento de SDs; (ii) Comparação dessas arquiteturas com uma estratégia centralizada para monitoramento de SDs; (iii) Desenvolvimento e implantação, em bancada, de uma Infraestrutura de Medição Avançada (IMA), fazendo uso de módulos de comunicação que permitem o desenvolvimento de redes wireless para o envio e recebimento de mensagens em tempo real, utilizando conceitos de Internet das Coisas e Edge Computing. Essa infraestrutura possibilita a simulação de uma rede inteligente de energia, no que se refere ao tráfego de informações existentes entre os medidores eletrônicos inteligentes e os centros de operação de sistemas de distribuição; e (iv) desenvolvimento e implantação de um estimador de estado por mínimos quadrados ponderados em um módulo eletrônico (embarcado), a partir da utilização de placas de desenvolvimento eletrônico dotadas de processadores de alta performance, com sistema operacional Linux para possibilitar análises matriciais referentes ao processo de estimação de estado. Os estudos referentes às propostas (i) e (ii) foram desenvolvidos com base no SD real da Companhia Paranaense de Energia (COPEL). Os desenvolvimentos eletrônicos (propostas (iii) e (iv)) foram realizados com apoio do Laboratório de Eletrônica do Grupo de Investigación en Bioinformática, Sistemas Informáticos Inteligentes y Tecnología Educativa (BISITE) da Universidad de Salamanca, na Espanha. Para validação do estimador de estado embarcado em módulos eletrônicos fez-se uso de um sistema de distribuição de energia real, com 114 barras de média tensão, 5 transformadores de distribuição conectados às suas respectivas unidades consumidoras, totalizando 208 barras. Os resultados obtidos têm demonstrado que o uso da arquitetura descentralizada proposta para monitoramento de SDs, que considera a instalação de módulos eletrônicos no secundário dos transformadores de distribuição com estimadores de estado embarcados, reduz consideravelmente a quantidade de dados que transitam pela rede de comunicação sem perda de precisão, assim como os requisitos computacionais para executar o monitoramento em tempo real de SDs.