Especificação de uma ferramenta computacional para o ensino na disciplina de Qualidade de Energia

Abstract

Há o interesse de inserção da disciplina de Qualidade da Energia Elétrica (QEE) como optativa na grade curricular do curso de Engenharia de Energia da Universidade de Brasília (UnB). A inclusão desta disciplina será de grande importância aos alunos que se especializam na área de sistemas de potência pois, este é um assunto que representa, atualmente, uma preocupação das agências reguladoras, concessionárias de energia elétrica e consumidores devido ao crescente aumento das cargas não lineares que causam distúrbios na rede. Devido a esse interesse, pensou-se na criação de uma ferramenta computacional educativa que potencialize a aprendizagem e auxilie o professor na transmissão dos conhecimentos acerca dos distúrbios da QEE. O objetivo deste trabalho é fazer a especificação dos requisitos desta ferramenta computacional que possibilite de forma didática o ensino dos conceitos relacionados à QEE e a simulação dos fenômenos relacionados com a qualidade do produto. Utilizou-se como base uma ferramenta livre para ensino de QEE do Power Standards Lab chamada Power Quality Teaching Toy (PQTT) e empregou-se a metodologia de processo de desenvolvimento de sistemas V-model da engenharia de sistemas até a quarta etapa. Sendo que, a primeira etapa consistiu da definição geral do sistema, definiram-se as necessidades, funções, responsabilidades e medidas de desempenho por meio de um documento de visão. Na segunda etapa foram definidos os requisitos do sistema, ou seja, as funcionalidades que a ferramenta deve ter para que, nas etapas três e quatro fossem levantados os requisitos de alto e baixo nível, respectivamente. Este processo propiciou manter uma linha de objetividade na especificação da ferramenta visto que cada etapa do processo é insumo para o desenvolvimento da próxima etapa. Foram especificados os requisitos das funcionalidades da tela inicial do programa Aprenda QEE, fluxo de potência fundamental, correção do fator de potência, distorções harmônicas, fluxo de potência harmônico, sequência de fases harmônicas, sequência de vetores fundamentais, fontes de impedância e distorção, ressonância série e paralelo e filtros harmônicos. Como forma de validar a especificação, foi proposto aos alunos da disciplina de Orientação a Objetos da Faculdade UnB Gama que desenvolvessem as funcionalidades fluxo de potência fundamental, distorção harmônica e fluxo de potência harmônico. Ao término do desenvolvimento foi aplicado um questionário em que mais de 75% dos alunos responderam que a forma como foram especificados os requisitos permitiu a implementação da ferramenta sem a necessidade de ter-se o conhecimento acerca dos conceitos da QEE.