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A transição energética está em pleno andamento, impulsionando a busca por soluções inovadoras para garantir a confiabilidade e qualidade no fornecimento de energia elétrica a partir de fontes de geração com menor impacto ambiental, em aderência aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU. No Brasil, a crescente integração de geração fotovoltaica e eólica — centralizada e distribuída —, veículos elétricos plugáveis, sistemas de armazenamento de bateria (BESS) e Subestações Digitais representa, ao mesmo tempo, oportunidades e desafios técnicos.

A convergência dessas tecnologias impulsiona não apenas a diversificação da matriz energética, mas também demanda um profundo avanço na digitalização e informatização do setor elétrico. Essa evolução transforma as redes tradicionais em sistemas inteligentes, capazes de se adaptar em tempo real às variações de carga e de integrar diversas fontes de energia de forma coordenada e eficiente.

Para atender demandas do setor decorrentes deste processo acelerado de digitalização e informatização, o Cepel conta com instalações e equipe com conhecimento no estado da arte que compõem seu Laboratório de Smart Grids e SE Digitais.

O laboratório realiza ensaios e assistência técnico-científica para projetos e serviços tecnológicos envolvendo produtos nos diferentes níveis de maturidade tecnológica TRL (Technology Readiness Levels). 

O Laboratório de Smart Grids e SE Digitais do CEPEL oferece um ambiente altamente instrumentado e equipado para ensaios de conformidade sob normas nacionais e internacionais, ensaios em tempo real, combinando tecnologias de simulação Hardware-in-the-Loop (HIL) com Fontes de Potência de última geração. Esta estrutura possibilita ensaios de desempenho, conformidade e segurança para diferentes aplicações do setor elétrico, garantindo a confiabilidade e a inovação das redes elétricas. As instalações do Laboratório de Smart Grids fazem parte da infraestrutura laboratorial do Centro localizada em Adrianópolis, município de Nova Iguaçu, Rio de Janeiro.

  • Recursos Energéticos Distribuídos – DER (Energia Solar, Eólica, Microrredes e outros)
  • Subestações Digitais – IEC 61850 (Hardware in the Loop)
  • Validação de Algoritmos de Controle (Hardware in the Loop)
  • Ensaios de Conformidade em Inversores Fotovoltaicos
  • Armazenamento de energia – BESS
  • Automação e simulação de sistemas elétricos de Potência
  • Mobilidade elétrica
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Principais ensaios
  • Ensaios de Conformidade de Inversores Fotovoltaicos: Avaliação da eficiência, resposta dinâmica e conformidade com normas Nacionais e Internacionais.
  • Caracterização de Conversores de Potência: Análise do desempenho elétrico e térmico de PCS (Power Conversion System).
  • Ensaios de Controladores de Energia: Validação da operação de controladores de DERs em diferentes condições de carga e geração (Hardware in the Loop).
  • Ensaios de Estratégias de Controle e Gerenciamento: Testes de algoritmos de controle para otimização da operação de DERs (Hardware in the Loop).
  • Ensaios de desempenho diante de afundamentos de tensão de curta duração (LVRT) em conversores centralizados.
  • Caracterização de Desempenho: Avaliação da capacidade, eficiência e degradação de baterias.
  • Ensaios de Ciclagem: Simulação de diferentes regimes de carga e descarga para avaliação da vida útil.
  • Análise de Resposta Dinâmica: Avaliação do tempo de resposta do BESS para eventos dinâmicos do sistema elétrico através da Bancada Hardware in the Loop.
  • Ensaios de Segurança e Proteção: Verificação da operação segura contra sobrecarga, curto-circuito e falhas térmicas.
  • Integração com Redes Inteligentes: Ensaios de interoperabilidade com sistemas de controle e gestão de energia.
  • Ensaios de Relés de Proteção IEC 61850: Avaliação de desempenho de IEDs e relés em diferentes condições de operação – Hardware in the Loop.
  • Validação de Sistemas de Proteção Baseados em Comunicação: Ensaios de esquemas de proteção utilizando GOOSE e Sampled Values.
  • Simulação de Falhas no Sistema Elétrico: Ensaios de resposta dos dispositivos de proteção a curto-circuitos e contingências.

Medição em campo com Analisadores de energia para avaliação de diferentes distúrbios de Qualidade de energia:

  • Sub e Sobretensão
  • Distorções Harmônicas
  • Flickers
  • Sags
  • Swells
  • Transientes
  • Desbalanço
  • Desvio de Frequência
  • Ensaios Hardware-in-the-Loop (HIL): Integração de dispositivos reais com simulações em tempo real para validação de controle e proteção.
  • Simulação de Redes de Distribuição Inteligentes: Avaliação do impacto de DERs (Distributed Energy Resources) e estratégias de controle.
  • Ensaios de Interoperabilidade: Validação da comunicação e integração de diferentes tecnologias em redes inteligentes.

[área em desenvolvimento]

  • Pentest: Avaliação da vulnerabilidade de dispositivos e sistemas a ataques cibernéticos.
  • Ensaios de Intrusão e Segurança IEC 62351: Validação de mecanismos de proteção para protocolos IEC 61850.
  • Análise e Monitoramento de Tráfego de Rede: Monitoramento e identificação de padrões suspeitos em redes de automação.
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