Tecnologia da USP reduz tempo sem energia em caso de falhas na rede elétrica

Falhas no sistema de distribuição de energia elétrica podem ocorrer por diversos motivos, entre eles, fatores operacionais, falhas de equipamentos ou problemas externos, como ataques cibernéticos e eventos atmosféricos extremos. Dependendo da gravidade do problema, os reparos realizados pela companhia responsável podem levar um tempo significativo até o retorno do fornecimento do serviço. Conhecer o histórico dessas ocorrências pode ajudar a agilizar os reparos feitos pelas equipes técnicas.

Para reduzir o prazo do período sem energia, pesquisadores da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da Universidade de São Paulo (USP) desenvolveram um sistema que utiliza inteligência artificial para otimizar os serviços de manutenção da rede afetada. A tecnologia pode auxiliar os operadores das distribuidoras de energia na tomada de decisão mais rápida. De acordo com os especialistas, parte da tecnologia que é capaz de diminuir em até 20% o tempo para execução dos reparos já está sendo adotada pela Companhia Paranaense de Energia (Copel).

Ao longo de cerca de cinco anos, os cientistas desenvolveram um software que leva em conta diferentes informações para determinar qual a forma mais eficiente de resolver o problema. O método foi elaborado por meio do desenvolvimento de alguns algoritmos, que são códigos de computador que executam determinada tarefa.

Durante a avaliação, o programa de computador considera as condições meteorológicas das localidades, a posição de origem das equipes de manutenção, o estado e o nível de congestionamento das estradas e vias utilizadas para locomoção, identificando possíveis obstruções, além do histórico de reparos e problemas ocorridos anteriormente.

“Não existia um algoritmo capaz de reunir todos esses dados, interpretá-los e transformá-los em uma informação útil, mastigada, traduzida e em tempo real para o operador, que pode ser iniciante na função. Muitas vezes, o profissional precisa tomar uma decisão rápida, mas com tantas variáveis, ele não consegue interpretá-las no tempo necessário e acaba seguindo uma estratégia padrão, que pode não ser a mais eficaz para resolver o problema. Por isso é importante termos diferentes fontes de informação para agilizar o conserto e até prever uma possível falha para que, caso ela realmente aconteça, a energia retorne o mais rápido possível. Nosso sistema será o braço direito do operador”, afirma Henrique de Oliveira Caetano, doutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da EESC e um dos autores do estudo.

Os resultados do trabalho foram publicados pelo Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), durante uma conferência internacional.

“Nossos algoritmos analisam informações relacionadas à falhas e acidentes ocorridos anteriormente em determinada região a fim de propor a melhor solução para a ocorrência que está sendo atendida e para outras que poderão ocorrer no futuro. O sistema consegue avaliar as regiões que são mais suscetíveis a alagamentos, os equipamentos ou locais que mais apresentam falhas, quais são os problemas mais recorrentes, entre outros. Com esses dados, sabendo com antecedência que haverá uma tempestade, por exemplo, podemos até mesmo deslocar equipes para posições estratégicas antes que uma falha ocorra, otimizando ainda mais a manutenção e reduzindo o valor das multas para a concessionária”, explica Matheus Fogliatto, doutorando em Engenharia Elétrica da EESC e um dos autores da pesquisa.

Os algoritmos foram desenvolvidos com o objetivo de deixar as pessoas o menor tempo possível sem energia. Por isso, os códigos definem o melhor trajeto com base nos reparos necessários para a solução das falhas, diferenciando-se dos aplicativos convencionais de GPS.

“Basicamente, os apps de mapas utilizados hoje em dia traçam rotas considerando apenas dois pontos, o de origem e o do destino final, indicando o caminho mais rápido para uma simples locomoção. No entanto, no caso do conserto de uma rede elétrica, o cenário é diferente porque, muitas vezes, as inspeções precisam ser feitas em mais de um ponto da rede, em diferentes localidades. Isso é exatamente o que nossos algoritmos consideram na hora de calcular as rotas, pois talvez seja preciso parar em algum ponto específico para reparos adicionais”, explica Luiz Desuó Neto, doutorando em Engenharia Elétrica da EESC e também autor do artigo.

Como foram realizados os testes

Para validar a tecnologia, os cientistas realizaram diversos testes com programas de computador que simulam diferentes cenários da realidade de um sistema de distribuição de energia, as possíveis falhas que podem ocorrer, variáveis atmosféricas, histórico, além do prazo estimado para reparo de cada problema. Considerando o tempo padrão necessário para conserto de problemas comuns, foi possível diminuir cerca de 20% o tempo sem energia utilizando a tecnologia.

Para o professor do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação (SEL) da EESC, Carlos Maciel, um dos destaques do estudo é a capacidade do software de unir e realizar a fusão de diferentes fontes de informação, proporcionando decisões mais ágeis e precisas por parte dos operadores.

“Do ponto de vista do cliente, é menos tempo sem energia, enquanto aos olhos da concessionária, serão multas bem menores a pagar. Os sistemas de distribuição de energia elétrica vão falhar, isso é algo inevitável, por mais que a tecnologia dos equipamentos esteja evoluindo nos últimos anos. Então, nós temos que desenvolver estratégias para melhorar e acelerar a recuperação das redes”, diz Maciel, que coordena o Laboratório de Processamento de Sinais (LPS) do SEL, onde o estudo foi desenvolvido.

(Com informações do Jornal da USP e da Comunicação da EESC)