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Título: Especificação e simulação de um protótipo de medidor inteligente para monitoramento de energia elétrica em redes inteligentes
Autor: Sales, Alyson Lucas Ferreira
Endereco Lattes do autor: http://lattes.cnpq.br/2489348703321990
Orientador: Araújo, Marcel Ayres de
Endereco Lattes do orientador : http://lattes.cnpq.br/0669410110930611
Palavras-chave: Medidor inteligente;Rede elétrica inteligente;Medição bidirecional
Data do documento: 4-Mar-2024
Citação: SALES, Alyson Lucas Ferreira. Especificação e simulação de um protótipo de medidor inteligente para monitoramento de energia elétrica em redes inteligentes. 2024. 74f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho, Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2024.
Abstract: As a result of the growing consumption of electricity in modern society, the gap between electricity supply and demand has been accentuated, generating an overload in existing electricity grids and an increase in energy production from non-renewable sources, which has a negative impact on the environment. These and other emerging challenges are in focus in order to adapt the generation, transmission and distribution electrical systems to the demands of this new consumption pattern, with renewable energy generation, distributed generation and information and communication technologies applied to metering systems as the main means of promoting the adaptation of the electrical system and paving the way for the creation of smart electrical grids. In this context, the main objective of this research is to develop a prototype smart electricity meter, so that a user with internet access can consult the information, in real time, of the measurements obtained by the equipment located in the field. It is worth noting that the information provided by the prototype must be bidirectional in terms of both power measurement and information flow, so that the equipment can send and receive information simultaneously and to distinguish the power flow to better suit applications in smart grids. During the development of the work, a bibliographical review was initially carried out to identify the crucial points in the operation of related equipment, such as: operational characteristics, signal processing method, communication protocols adopted and methods for collecting, storing and displaying data; in order to develop a prototype that maintains its contemporaneity in the face of growing technological advances in the area, and above all, with a focus on cost-effectiveness, with a view to its practical implementation resulting from future projects with improved versions. As a result of the work, the hardware and software parts of the prototype were designed. The hardware includes the power supply, the measurement method, the voltage and current signal conditioning system, the microcontroller and the communication protocol. The software part includes the type of database, the communication algorithm, an interface for consulting and making measured data available and the measurement algorithm.
Resumo: Em decorrência do crescente aumento do consumo de energia elétrica na sociedade moderna, a lacuna entre a oferta e demanda de eletricidade tem sido acentuada, gerando uma sobrecarga nas redes elétricas existentes e o aumento da produção de energia por meio de fontes não- renováveis, que impactam de forma negativa o meio ambiente. Estes e outros desafios emergentes se encontram em foco para adequar os sistemas elétricos de geração, transmissão e distribuição a demanda deste novo padrão de consumo, tendo a geração de energia por meio de fontes renováveis, a geração distribuída e as tecnologias da informação e comunicação aplicadas aos sistemas de medição como principais meios para fomentar a adaptação do sistema elétrico e abrir caminho para criação das redes elétricas inteligentes. Neste contexto, a presente pesquisa tem como objetivo principal o desenvolvimento de um protótipo de medidor inteligente de energia elétrica, de forma que um usuário com acesso à internet possa consultar as informações, em tempo real, das medições obtidas pelo equipamento situado no campo. Vale ressaltar que as informações fornecidas pelo protótipo devem possuir bidirecionalidade tanto na medição de potência quanto no fluxo de informações, de modo que o equipamento tenha a capacidade de enviar e receber informações de forma simultânea e de distinguir o fluxo de potência para melhor se adequar a aplicações em redes elétricas inteligentes. Durante o desenvolvimento do trabalho, inicialmente uma revisão bibliográfica foi feita para identificar os pontos cruciais na operação de equipamentos correlatos, como: características operacionais, método de processamento dos sinais, protocolos de comunicação adotados e métodos para coleta, armazenamento e exibição dos dados; com o intuito de desenvolver um protótipo que mantém sua contemporaneidade frente aos crescentes avanços tecnológicos na área, e principalmente, com o foco no custo benefício, visando sua implementação prática decorrente de projetos futuros com versões aprimoradas. Como resultado do trabalho, foram projetadas as partes de hardware e software do protótipo. O hardware inclui a fonte de alimentação, o método de medição, o sistema de condicionamento de sinais de tensão e corrente, o microcontrolador e o protocolo de comunicação. Já a parte de software abrange o tipo de banco de dados, o algoritmo de comunicação, uma interface para consulta e disponibilização dos dados medidos e o algoritmo de medição.
URI: https://repository.ufrpe.br/handle/123456789/5682
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