Estudo e regulação dos níveis de tensão em sistemas de distribuição com alta penetração de renováveis utilizando simulações em tempo real

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Archetti, João Antônio Guédes lattes
Orientador(a): Oliveira, Janaína Gonçalves de lattes
Banca de defesa: Dias, Robson Francisco da Silva lattes, Passos Filho, João Alberto lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Departamento: Faculdade de Engenharia
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/10048
Resumo: Este trabalho apresenta uma análise do comportamento dos perfis de tensão de sistemas de distribuição resultantes de diferentes níveis de penetração fotovoltaica (PV). Além disso, o trabalho apresenta toda a modelagem do Conversor CC/CA Fonte de Tensão (VSC) (Converter Source Voltage) de um único estágio, com suas respectivas malhas de controle, o circuito de sincronismo (SRF-PLL) (Synchronous Reference Frame Phase- Locked- Loop) e o rastreador de máxima potência (MPPT) (Maximum Power Point Tracking). As simulações são realizadas em tempo real, utilizando o RTDS (Real Time Digital Simulation) e o dSPACE(Digital Signal Processing and Control Engineering) em uma simulação Hardware In The Loop (HIL) para um sistema teste do IEEE - IEEE 13 Node Test Fedder, onde sua modelagem é desenvolvida no softwaredo RTDS, o RSCAD. Os controles são processados externamente no dSPACE. Outro sistema, Europeu de 18 Barras obtido do Cigré, também é modelado no RSCAD e seus controles são embarcados em um bloco de programação na linguagem "C"do próprio software. O conceito de inversor inteligente é introduzido no trabalho para este sistema, com a utilização do controle Volt-Var-Watts (VVW), a fim de se evitar sobretensão no Ponto de Acoplamento Comum (PAC) e seu consequente desacoplamento da rede. A atuação Volt-Watt desenvolvida para atuar no algoritmo de MPPT é uma possível contribuição do trabalho, visto que na literatura não se específica sua forma de atuação no sistema. Perfis de cargas residenciais, curvas de radiação solar e temperatura são discretizadas com base horária durante um período diário, cuja utilização visa tornar as simulações mais realistas. Estas são separadas em dois cenários, sendo o primeiro definido para o sistema IEEE 13 barras em Média Tensão (MT), onde o controle do perfil de tensão é feito por um Regulador de Tensão (RT) presente na subestação. O segundo, por sua vez, é definido para o sistema Cigré 18 barras em Baixa Tensão (BT), utilizando o conceito dos inversores inteligentes. O uso de inversores distribuídos é investigado como alternativa economicamente viável para se evitar o aumento de investimento em infraestrutura por parte da concessionária e auxiliar no controle da tarifa de energia repassada aos consumidores, considerando ainda que apenas o RT pode não ser suficiente para manter a tensão de sistemas com alta penetração local de renováveis na modalidade de Geração Distribuída (GD). Os resultados obtidos com o RT são satisfatórios, entretanto, para altos níveis de penetração PV, e dependendo da distância do PAC para o centro de carga da rede de distribuição, o mesmo não é capaz de manter a tensão em níveis aceitáveis. O controle Volt-Var-Watt demonstrou-se promissor para controle local na rede para até 20% de penetração fotovoltaica, acima desse percentual, em instantes de tempo esporádicos ocorreu sobretensão em algumas barras do sistema.