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Sistemas de Energia

Sobre o Centro

O principal ator do INESC TEC no domínio da energia é o Centro de Sistemas de Energia (CPES), que integra o Cluster Sistemas de Energia. No CPES somos reconhecidos internacionalmente pela nossa experiência na integração de energia renovável em sistemas de energia, geração distribuída, armazenamento, redes inteligentes e áreas tradicionalmente associadas ao planeamento e operação de sistemas de energia. O elevado nível de especialização desenvolvido permitiu que os nossos especialistas no CPES assumissem funções-chave em importantes projetos europeus no âmbito dos sucessivos programas-quadro, que conduziram a notáveis avanços científicos e técnicos com considerável impacto na indústria. Isso levou a contratos de desenvolvimento e consultoria com empresas fabricantes de equipamentos e com empresas de geração, transmissão e distribuição de energia, reguladores, agências governamentais e investidores na Europa, América do Sul, Estados Unidos da América e África. No CPES, abordamos as seguintes áreas principais de investigação: Tomada de Decisão, Otimização e Inteligência Computacional, Previsão, Análise Estática e Dinâmica de Redes de Energia, Confiabilidade, Eletrónica de Potência.

Áreas do Centro

Operação, gestão e automatização de redes
Operação, gestão e automatização de redes

Somos pioneiros em termos de investigação, design e integração de ferramentas computacionais avançadas em sistemas de gestão de redes elétricas, abrangendo todos os níveis de voltagem. Focamo-nos, também, no desenvolvimento de soluções de nova geração para automação, proteção, controlo e digitalização das redes, tirando partido de tecnologias emergentes nas áreas da Inteligência Artificial, digital twins, edge computing e otimização. Estas soluções visam responder a desafios como a melhoria do desempenho das redes, a integração de fontes de energia renovável, a otimização de infraestruturas de carregamento de veículos elétricos e a melhoria das operações em tempo real, e preditivas. Estabelecemos parcerias sólidas com outras entidades de investigação e com a indústria, sendo um parceiro de referência na prestação de serviços de consultoria altamente especializada e no licenciamento de ferramentas de software.

Mercados de eletricidade e regulação
Mercados de eletricidade e regulação

A área de Mercados e de Regulação de Eletricidade centra-se na análise da dinâmica dos mercados de energia e da definição de preços, apoiando os agentes do setor e novos participantes na adaptação das suas estratégias de curto e longo prazo, promovendo maior eficiência e competitividade. Envolve, também, a reavaliação das estruturas de mercado existentes e o design de modelos inovadores que incentivem a participação ativa no mercado e a valorização da flexibilidade de recursos centralizados e distribuídos, garantindo a sua sustentabilidade financeira. O desenvolvimento de modelos de mercado é essencial para enfrentar desafios atuais, testar novas estruturas e permitir a adaptação contínua aos contextos, incluindo: integração local e regional de mercados; descentralização do sistema elétrico; novos horizontes temporais de decisão; recursos emergentes; novos produtos e serviços para o sistema.

Sistemas de energia multivetoriais
Sistemas de energia multivetoriais

A área de Redes Multivetoriais visa o desenvolvimento de modelos integrados de simulação e otimização dos sistemas de eletricidade, gás, aquecimento/arrefecimento e mobilidade. O nosso trabalho permite o design e a operação de redes energéticas com múltiplos vetores, apoiando os objetivos da transição energética. Desenvolvemos ferramentas avançadas de apoio à decisão, algoritmos de otimização personalizados e modelos técnico-económicos para soluções power-to-gas, power-to-heat, armazenamento e mobilidade elétrica. A nossa experiência apoia comercializadores/agregadores, operadores de rede e entidades de planeamento na maximização do valor nos mercados de energia e carbono, promovendo infraestruturas mais inteligentes e sustentáveis.

Gestão da energia do lado da procura
Gestão da energia do lado da procura

A área de Gestão Energética do Lado da Procura promove o uso eficiente de energia do lado do consumidor, visando a inovação - desde a investigação inicial, até às aplicações próximas do mercado (TRL 7–8). Aplica-se aos setores dos transportes, indústria e construção, recorrendo a ferramentas próprias para gestão energética e a interoperabilidade. As principais atividades incluem soluções de gestão inteligente para edifícios, estratégias de carregamento inteligente de veículos elétricos e mobilidade, apoio à indústria intensiva em energia com digital twins, ferramentas de gestão para comunidades de energia renovável, integração de data spaces e desenvolvimento de sistemas energéticos de edifícios com resposta à procura, usando recursos energéticos distribuídos como baterias e equipamentos inteligentes. A colaboração com iniciativas europeias reforça a visibilidade internacional, enquanto a digitalização, a mudança comportamental e o cumprimento legislativo impulsionam o impacto. A missão passa por contribuir para um sistema energético mais sustentável, flexível e centrado no consumidor.

Integração e armazenamento de fontes de energia renovável
Integração e armazenamento de fontes de energia renovável

A área de Fontes de Energia Renovável e Integração de Armazenamento centra-se nos desafios da descarbonização através da integração de fontes de energia renovável em sistemas elétricos isolados e interligados. As atividades incluem a avaliação da integração de energias renováveis e o armazenamento através de análises do sistema elétrico em regime permanente e estabilidade dinâmica, o desenvolvimento de estratégias avançadas de controlo para mitigar os impactos da integração, a análise de conformidade com os códigos de rede e, por fim, o desenvolvimento de algoritmos de gestão aplicados ao armazenamento de energia e a sistemas híbridos.

Infraestruturas de software
Infraestruturas de software

Esta área pretende promover a colaboração entre investigadores das áreas de informática, ciência de computadores e sistemas de energia, com o objetivo de industrializar e demonstrar soluções de software de ponta. Ao integrar conhecimento científico e práticas do setor, visa acelerar a transição da inovação académica para aplicações no mundo real – permitindo simulações avançadas, otimizações e o desenvolvimento de ferramentas escaláveis e preparadas para os desafios energéticos atuais.

Membros da equipa

Líderes de Equipa
Manuel Matos
Manuel Matos

Coordenador de Centro

Nasci no Porto (Portugal) a 8 de abril de 1955, concluí a licenciatura em Engenharia Eletrotécnica na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto – FEUP (1977) e completei o doutoramento em Sistemas de Energia em 1988, também na Universidade do Porto. Em novembro de 1996 recebi o título de Agregado.

 Em 1978 fui admitido no Departamento de Engenharia Eletrotécnica da FEUP, onde sou Professor Catedrático desde 2000. No período 1990-98, fui também diretor da Biblioteca da FEUP. No período 2001-2008 fui diretor de curso do Mestrado em Gestão de Informação e fui diretor do Programa Doutoral em Sistemas Sustentáveis de Energia, integrado no Programa MIT-Portugal. Aposentei-me em maio de 2022.

Lecionei unidades curriculares em cursos de licenciatura, mestrado e doutoramento, em Engenharia Eletrotécnica e Sistemas de Energia e orientei atividades de investigação de muitos estudantes dos três níveis. Também colaborei com a Escola de Gestão da Universidade do Porto, lecionando Ajuda à Decisão em cursos de mestrado. Fui membro do Senado da Universidade do Porto desde outubro de 2009 até 2017.

Em 1985 aderi ao INESC (agora INESC TEC), onde desde 1996 coordeno o Centro de Sistemas de Energia, agrupando 100+ investigadores (incluindo 30+ doutorados). Fui Presidente do Conselho Científico do INESC TEC de 2001 a 2022. Estive envolvido em projetos de investigação e desenvolvimento nacionais, europeus e internacionais e em contratos de desenvolvimento e consultoria para operadores de rede, indústria, departamentos governamentais e Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos.

Em particular, fui responsável pela equipa de investigação do INESC TEC nos projetos europeus “CARE” (Advanced Control Advice for power systems with large-scale integration of Renewable Energy sources), “MORE CARE” (More Advanced Control Advice for Secure Operation of Isolated Power Systems with Increased Renewable Energy Penetration and Storage) e “ANEMOS.PLUS” (Advanced Tools for the Management of Electricity Grids with Large-Scale Wind Generation). Fui Investigador Principal do projeto “SusCity” (Urban data driven models for creative and resourceful urban transitions), financiado pela FCT (MPP-Testbed).

Também coordenei as equipas de investigação dos contratos “CCR” (Load Profiling and Distribution Network Characterization), com EDP Distribuição, Study on the Impact of Large Renewable Deployment on European Electricity Higher Voltage Systems (JRC-Institute for Energy), “RESERVES” (Mid and Long Term Evaluation of the adequacy of Operational Reserve levels in the Iberian Electric Power Systems), com os TSO of Portugal (REN) e Espanha (REE), “RECEP” (Development and testing of methodologies to determine the hosting capacity in the nodes of the National Grid of Portugal) (REN), “ReservaProb” (Software Module for helping setting the operational reserve of the National Electric System) (REN) e “MORA” (Long-term adequacy evaluation of reserves in a multi-area context) (REN). Estive ainda envolvido em ações consultoria relacionadas com a conceção de concursos públicos, nomeadamente o concurso de concessão de nova potência eólica em Portugal continental em 2006.

Os meus interesses científicos incluem modelização clássica e difusa de sistemas de energia, fiabilidade e otimização e ajuda à decisão, com aplicação em planeamento, integração de renováveis, integração de veículos elétricos e redes inteligentes. Participei na organização de conferências internacionais como PMAPS’2000, IEEE PPT’2001, ISAP’2015 and EEM’2016. Sou membro do the Editorial board da EPSR (Top Reviewer in 2010) e do Int J of Multicriteria Decision Making. Sou senior member do IEEE.

Ricardo Jorge Bessa
Ricardo Jorge Bessa

Coordenador de Centro

Ricardo Bessa nasceu em 1983 em Viseu, e obteve o grau de Licenciado (5 anos) pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Portugal (FEUP) em 2006 em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores. Em 2008, obteve o grau de Mestre em Análise de Dados e Sistemas de Apoio à Decisão pela Faculdade de Economia da Universidade do Porto (FEP). Obteve o grau de Doutor no Programa Doutoral em Sistemas Sustentáveis de Energia (MIT Portugal) na FEUP em 2013. Atualmente, é Coordenador do Centro de Sistemas de Energia do INESC TEC. Trabalhou em vários projetos internacionais como os projetos europeus FP6 ANEMOS.plus, FP7 SuSTAINABLE, FP7 evolvDSO, Horizon 2020 UPGRID, Horizon 2020 InteGrid, H2020 Smart4RES, H2020 InterConnect, HORIZON ENERSHARE, e uma colaboração internacional com o Argonne National Laboratory para o U.S. Department of Energy. A nível nacional, participou no desenvolvimento de sistemas de previsão de energias renováveis e serviços de consultoria sobre armazenamento de energia e IA. Editor Associado da IEEE Transactions on Sustainable Energy e recebeu o Prémio de Excelência ESIG em 2022. É coautor de mais de 60 artigos em revistas e 120 artigos em conferências, e Membro Sénior do IEEE.

Catarina Oliveira
Catarina Oliveira

Adjunto da Coordenação de Centro

Publicações Seleccionadas

Security-Constrained Optimal Power Flow via Cross-Entropy Method

Carvalho, LD;Leite da Silva, AML;Miranda, V;

2018

IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS

Privacy-Preserving Distributed Learning for Renewable Energy Forecasting

Goncalves, C;Bessa, RJ;Pinson, P;

2021

IEEE TRANSACTIONS ON SUSTAINABLE ENERGY

Trading Small Prosumers Flexibility in the Energy and Tertiary Reserve Markets

Iria, JP;Soares, FJ;Matos, MA;

2019

IEEE TRANSACTIONS ON SMART GRID

Fault-ride-through strategies for grid-tied and grid-forming smart-transformers suited for islanding and interconnected operation

Rodrigues, J;Moreira, C;Lopes, JP;

2020

ELECTRIC POWER SYSTEMS RESEARCH

Ver mais publicações

Teses Supervisionadas

A new approach to fault diagnosis in power converters for energy storage systems

Alexandre Miguel Marques da Silveira

D - 2019

UP-FEUP

Fault-Tolerant Control System on Cooperative Overactuated Electric Vehicle Platoon

António Manuel Figueiredo Lopes

D - 2019

UP-FEUP

Fault tolerant control with actuator failure detection for a multi motor electric vehicle

Bruno Laranjo dos Santos

D - 2019

UP-FEUP

Design and implementation of smart strategies toward enhanced energy management of buildings

Cláudia Rocha de Abreu

D - 2019

UP-FEUP

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