Methodologies for assessment of emerging power quality impacts on modern power distribution systems

Autor(es)

Ricardo Torquato Borges

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
• Data de defesa: 2017-12-14

Membros da banca

Walmir de Freitas Filho; Denis Vinicius Coury; Nelson Kagan; José Antenor Pomilio; Cesar Jose Bonjuani Pagan

• Orientador: Walmir de Freitas Filho

Resumo

Os sistemas modernos de distribuição de energia elétrica (SMDEE) estão migrando de uma estrutura passiva, não supervisionada para uma estrutura ativa e supervisionada devido à integração de geradores distribuídos, dispositivos de medição e monitoramento distribuídos, novas classes de cargas tais como veículos elétricos e eletrodomésticos modernos baseados em eletrônica de potência, e dispositivos de armazenamento de energia. Estas mudanças não estão restritas ao sistema da concessionária (e.g., monitoramento extensivo da rede), mas se estendem também aos dispositivos utilizados pelo consumidor final (e.g., eletrodomésticos modernos baseados em eletrônica de potência, geradores fotovoltaicos, veículos elétricos). Apesar das diversas vantagens técnicas (e.g., redução das perdas, melhoria da eficiência energética) e ambientais (e.g., redução da poluição atmosférica), estes desenvolvimentos têm o potencial de criar vários novos impactos na qualidade de energia elétrica (QEE) dos sistemas de distribuição. Este cenário tem atraído atenção das concessionárias de distribuição ao redor do mundo, especialmente devido à falta de informação de como avaliar e gerenciar estes novos impactos na QEE. Neste contexto, o principal objetivo desta tese de doutorado é investigar de forma detalhada dois novos impactos na QEE: o impacto do aumento excessivo da tensão neutro-terra no painel de entrada do consumidor e das distorções de alta frequência no sistema de distribuição. Um método passivo, baseado em medições, é desenvolvido para determinar os fatores que contribuem para o aumento da tensão neutro-terra do consumidor (a maior causa de incidentes relativos a stray voltage). O método proposto apresenta três vantagens principais em relação a métodos existentes. Primeira, o teste pode ser realizado sem a necessidade de manipular (chavear) nenhuma carga e, portanto, sem causar nenhum inconveniente ao consumidor. Segunda, os resultados obtidos podem ser empregados para monitorar a qualidade do sistema de aterramento envolvido, tais como neutro interrompido e aterramento de má qualidade no consumidor. Terceira, o método dispensa a necessidade de medir as tensões de neutro e, portanto, é possível eliminar a difícil tarefa de estabelecer um ponto de referência para a tensão. Com relação às distorções de alta frequência (DAF), foram conduzidos estudos analíticos, simulações computacionais, experimentos em laboratório e medições em campo a fim de fornecer, para a comunidade científica e para as concessionárias de distribuição, um entendimento detalhado do comportamento das distorções de alta frequência e de sua propagação pela rede da concessionária. Adicionalmente, um circuito equivalente capaz de modelar as DAF é proposto, validado e empregado para analisar alguns fenômenos relacionados à propagação das DAF. Estes estudos referentes às distorções de alta frequência são realizados considerando-se principalmente DAF produzidas por inversores presentes em geradores fotovoltaicos (AU)

• Processo FAPESP: 14/09538-6 - Metodologias para a análise de impactos emergentes na qualidade de energia dos modernos sistemas de distribuição de energia elétrica
• Beneficiário: Ricardo Torquato Borges
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado