Otimização upstream-downstream do controle volt-var em smart grids

Autor(es)

Laura Ribeiro Fardin

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
• Data de defesa: 2023-03-09

Membros da banca

Christiano Lyra Filho; Eduardo Nobuhiro Asada; Fábio Luiz Usberti

• Orientador: Fernanda Caseño Trindade Arioli; Christiano Lyra Filho

Resumo

Recentemente ocorreu uma aumento considerável de consumidores com geração distribuída fotovoltaica. Essa nova tecnologia impõe novos desafios para o sistema de distribuição atual, uma vez que é necessário prever o fluxo bidirecional de potência em alguns momentos do dia, e consequentemente, pode resultar em elevação de tensão em algumas barras do sistema. O que a longo prazo pode ocasionar danos financeiros aos consumidores e a concessionária de energia. O controle de tensão e potência reativa (também conhecido como controle Volt-Var), tem por objetivo manter níveis aceitáveis de tensão ao longo das redes de distribuição e minimizar perdas ativas totais. Normalmente, utiliza se o controle de equipamentos tradicionais da rede de distribuição, como reguladores de tensão de linha, bancos de capacitores e transformadores com comutação automática de tap sob carga (tipicamente instalados na subestação). Porém, com o advento do inversor inteligente e sua crescente utilização nos geradores solares fotovoltaicos, há a possibilidade da utilização desse equipamento para realizar o controle de tensão e potência reativa. Além disso, há a dificuldade de se coordenar todos esses equipamentos nas redes de distribuição atuais, de forma que a atuação de um equipamento não afete os demais. Neste contexto, o presente trabalho propõe uma estratégia de controle Volt-Var centralizada, que atua em intervalos pré-definidos de 15 minutos, nos equipamentos disponíveis na rede (sejam eles equipamentos tradicionais da rede de distribuição ou inversores inteligentes). Esse controle visa garantir que a rede de distribuição opere no ponto ótimo, ou seja, com mínimas perdas e com um perfil de tensão adequado em todas as barras durante todo o período do dia. A metodologia proposta foi testada em quatro redes distintas e com diferentes níveis de penetração fotovoltaica, de forma a comprovar a eficácia do método. Os resultados demonstraram uma melhora significativa no perfil de tensão e uma redução das perdas totais, quando comparado com o caso sem nenhum tipo de controle. Além disso, os resultados demonstraram que um leve sobredimensionamento dos inversores (15%), gera perdas ainda menores (principalmente quando associados a redes de grande porte e com uma alta penetração fotovoltaica) (AU)

• Processo FAPESP: 21/04726-2 - Otimização upstream-downstreamd do controle volt-var em smart grids
• Beneficiário: Laura Ribeiro Fardin
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado