Metodologia para alocação de filtros para mitigação de distorção harmônica em sistemas de distribuição

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Silva, Mauren Pomalis Coelho da
• Orientador(a): Leborgne, Roberto Chouhy
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Qualidade da energia elétrica; Distorção harmônica; Filtros elétricos; Energia elétrica : Distribuição
• Palavras-chave em Inglês: Power quality; Harmonic distortion; Filters allocation; ATP; NSGA II
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/195731

Este trabalho propõe uma metodologia para definição dos locais de instalação de filtros passivos dentro de um sistema de distribuição no intuito de mitigar as distorções harmônicas. A alocação de filtros em um sistema elétrico requer atenção, pois, dependendo da escolha do local para instalação deles, existe a possibilidade de deterioração da Qualidade de Energia Elétrica (QEE) do sistema, que ocorre com o aumento de distorção harmônica em outros pontos devido à modificação do fluxo de corrente no sistema. A presente pesquisa propõe otimizar a instalação dos filtros em Sistemas Elétricos de Potência (SEP), utilizando a mínima quantidade dos mesmos, visando melhorar a QEE de forma sistêmica com o menor custo possível. A abordagem proposta nesta tese traz uma maneira não usual de alocação dos filtros passivos; onde estes são alocados de forma monofásica ao invés de trifásica. Assim, filtros sintonizados podem ser instalados em apenas uma fase em um determinado ramo do sistema. Devido ao comportamento intrínseco em muitos sistemas de distribuição, desequilibrado, optou-se por esta proposta nesta pesquisa. O procedimento realizado é baseado na interação de dois programas: a modelagem e simulação do SEP é feita no Alternative Transient Program (ATP), que simula o fluxo harmônico do sistema, e em conjunto com o Matrix Laboratory (MatLab©), são verificados os índices de QEE referentes a distorções harmônicas e então realizada a otimização de alocação de filtros. A solução é obtida através de um algoritmo de otimização multiobjetivo, o Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA II), que trabalha com o conceito de dominância. Como típico em problemas com multiobjetivo, os objetivos alvos deste problema são conflitantes, as duas funções objetivo do problema visam: diminuição dos indicadores de distorção harmônica e diminuição do custo dos total dos filtros a serem alocados. A solução traz uma gama de opções dentro de uma Fronteira de Pareto, que são consideradas igualmente boas entre si. Este estudo mostrou que a instalação de filtros monofásicos em sistemas de distribuição com presença de ramos monofásicos ou bifásicos é uma boa forma de mitigação de distorções harmônicas sistêmica quando o sistema é poluído de forma dispersa, conseguindo, ainda, compensar a potência reativa do SEP. Com a inserção dos filtros especificamente em ramos monofásicos ou bifásicos em sistemas elétricos há diminuição no custo total dos filtros alocados para a resolução do problema de distorções harmônicas.