O Laboratório de Smart Grids do Cepel conta com modernas instalações para a realização de ensaios em equipamentos e sistemas utilizados na integração de Recursos Energéticos Distribuídos (RED) e de dispositivos elétricos inteligentes. As instalações do Laboratório de Smart Grids fazem parte da infraestrutura laboratorial do Centro localizada em Adrianópolis, município de Nova Iguaçu, Rio de Janeiro.

Os ensaios realizados no Laboratório de Smart Grids atendem a demandas de fabricantes de equipamentos, de instituições de pesquisa e de agentes do setor elétrico brasileiro e de outros países, principalmente da América do Sul. Tais ensaios avaliam o desempenho, confiabilidade e qualidade no suprimento de energia de equipamentos e sistemas, num cenário maior de integração de fontes renováveis intermitentes, centralizadas e distribuídas. O laboratório possibilita a representação de condições realísticas do sistema elétrico em ambiente controlado e reproduzível. Os resultados fornecem subsídios para melhorar a confiabilidade e segurança nas redes elétricas do futuro, caracterizadas pela existência de maiores ativos com controle embarcado e comportamento não linear.

Suas principais áreas de atuação são:

• Avaliação da conformidade de equipamentos de geração, condicionamento e armazenamento de energia elétrica em sistemas fotovoltaicos;
• Avaliação de conformidade de Recursos Energéticos Distribuídos (RED), como: geração distribuída, armazenamento distribuído, veículos elétricos plugáveis, gerenciamento pelo lado da demanda, entre outros.
• Pesquisa experimental através de bancadas Hardware-in-the-loop (HIL) e Power Hardware-in-the-loop (PHIL), onde é possível verificar o desempenho de equipamentos em condições representativas das existentes em campo;
• Avaliação de interoperabilidade de sistemas de comunicação aplicados às redes elétricas inteligentes, e
• Desenvolvimento futuro: Pesquisa experimental em microrrede híbrida com mix de gerações fotovoltaicas.

O Laboratório de Smart Grids do Cepel ocupa uma área construída de aproximadamente 1200 m², contando com uma potência nominal instalada de 300 kVA, a maior capacidade nominal do país para análise da integração de recursos energéticos distribuídos. O Laboratório tem a capacidade de realizar simulações em tempo real para ensaios Hardware-in-the-loop para simulações de transitóriost eletromagnéticos, fasoriais e de conversores chaveados – eletrônica de potência.

Laboratório Smart Grids do Cepel: Bancada PHIL

Os principais ensaios realizados no Laboratório de Smart Grids são:

• Avaliação de desempenho de equipamentos para sistemas fotovoltaicos conforme Portarias Inmetro 4/2011 e 140/2022;
• Ensaios de desempenho diante de afundamentos de tensão de curta duração (LVRT) até 300 kVA;
• Medição de qualidade de energia de plantas de geração renovável;
• Avaliação de interoperabilidade e desempenho em sistemas de comunicação;
• Avaliação/otimização de desempenhos de sistemas coordenados de controle dos RED;
• Avaliação/otimização do desempenho de dispositivos de proteção para redes de distribuição, considerando Geração Distribuída, e
• Ensaios em novos ativos da rede em fase de transição energética, por exemplo, estações de carregamento de veículos elétricos e conversores híbridos (on grid / off grid).

Capacidades

O Laboratório de Smart Grids opera com todas as faixas de baixa tensão (e com previsão de expansão até as faixas de média tensão):

Tensão CA

• Fonte eletrônica: 0~500 V_rms/0~1000 Hz/300 kVA;
• Cargas controláveis: 3x 100 kW, 3 x 100 kVAr indutivo e capacitivo de até 450 A, e
• Amplificadores de potência do tipo linear: 2x 30 kVA trifásicos, 0~5000 Hz, tempo de subida <3 μs.

Tensão CC

• Fonte eletrônica CC controlável: 0~1500 V/0-792 A/384 kW, bidirecional

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