Impacto do controle de tensão e potência reativa (Volt-var) em sistemas de distribuição com alta penetração de geração distribuída fotovoltaica
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Data
2023-02-15Primeiro coorientador
Cardoso Junior, Ghendy
Primeiro membro da banca
Bellinaso, Lucas Vizzotto
Segundo membro da banca
Vieira, João Paulo Abreu
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Houve um crescimento no desenvolvimento de recursos energéticos distribuídos nos últimos
anos. A penetração adicional desses recursos está causando problemas de aumento
de tensão no ponto de conexão, devido ao fluxo de potência ativa reverso. Outros problemas
como o aumento das perdas técnicas, sobrecarga térmica dos condutores e aumento
da comutação dos taps dos transformadores estão sendo relatados na literatura. Propostas
de mitigação para o problema de sobretensão envolvendo o controle pelos próprios
inversores das gerações distribuídas estão sendo amplamente discutidas. Entretanto, o
emprego destes tipos de controle não está completamente consolidado. Questões envolvendo
a localização, configuração das funções de controle, justiça na participação de cada
unidade de geração distribuída no serviço ancilar de regulação de tensão, impactos nas
perdas de energia e em elementos do sistema de distribuição ainda precisam ser avaliados
e definidos. Desta forma, busca-se analisar nesta dissertação os impactos do controle
Volt-var por inversores fotovoltaicos na qualidade de energia dos sistemas de média e baixa
tensão. Para isso foram estudados dois sistemas teste, sendo o sistema IEEE 33 barras,
e um sistema secundário de baixa tensão. Para as simulações no sistema IEEE 33 barras
foram consideradas três situações de carga: sistema com cargas com fator de potência
indutivo, unitário e capacitivo, todos com controle de tensão em duas barras simultâneas,
onde foram analisadas diversas inclinações da curva Volt-var em ambos os inversores.
Para este sistema foram analisados os impactos na tensão do ponto de conexão, nas perdas
de energia, no fator de potência da subestação, e participação de cada inversor no
controle de tensão. Para o sistema de baixa tensão foram consideradas as cargas com
fator de potência indutivo, e com geração distribuída fotovoltaica em todos os pontos do
sistema secundário. O controle Volt-var foi empregado em todos os inversores e foram
analisados diferentes modos de operação do controle, e comparados com a solução tradicional
de recondutoramento do circuito. Para este sistema foram analisados os impactos
nas tensões, nas perdas, nas correntes e a participação de cada inversor no controle. Todas
as simulações foram feitas no OPENDSS e Python no modo Quasi-static time series
para 24 horas. De acordo com os resultados obtidos, com o controle Volt-var foi possível
mitigar os problemas de subtensão e sobretensão nos sistemas de média e baixa tensão.
O controle Volt-var pode ser benéfico para o fator de potência na subestação. No entanto,
pode resultar no aumento das perdas técnicas, e aumento das correntes nos condutores.
Foi verificado que não há participação justa dos inversores para o controle de tensão.
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