Estudo do desempenho de microrredes ilhadas baseado em análises de segurança estática e dinâmica em sistemas elétricos de potência

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Gurski, Erico
• Orientador(a): Benedito, Raphael Augusto de S
• Banca de defesa: Benedito, Raphael Augusto de S , Kuiava, Roman , Chemin Netto, Ulisses
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Geração distribuída de energia elétrica; Sistemas de energia elétrica - Modelos matemáticos; Sistemas de energia elétrica - Estabilidade; Redes elétricas inteligentes; Sistemas de energia elétrica - Controle; Transitórios (Eletricidade); Eletrônica de potência; Software - Desenvolvimento; MATLAB (Programa de computador); Simulação (Computadores); Distributed generation of electric power; Electric power systems - Mathematical models; Electric power system stability; Smart power grids; Electric power systems - Control; Transients (Electricity); Power electronics; Computer software - Development; MATLAB (Computer program); Computer simulation
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5276

A operação ilhada de microrredes tem sido objeto de interesse da comunidade técnico-científica por trazer vantagens e também desafios quanto à sua concepção. Para que tal modo de opera- ção seja possível, a microrrede deve ser intencionalmente planejada, visando um desempenho satisfatório perante um conjunto definido de cenários de operação possíveis. As análises de segurança estática e dinâmica são utilizadas para determinar a segurança do sistema mediante perturbações previamente determinadas, através de estudos de fluxo de potência e de estabilidade. Nesta pesquisa, propõe-se uma ferramenta computacional para auxiliar no planejamento da operação de trechos do sistema de distribuição de forma ilhada, em estrutura de microrrede.Esta ferramenta contempla um conjunto de estudos imprescindíveis à operação de sistemas ilhados, conforme prescrição da normativa internacional IEEE Std. 1547-4, abrangendo estudos de fluxo de potência, de estabilidade transitória e de frequência, além da mensuração do desempenho da operação da microrrede através do cálculo de indicadores. Todos estes estudos são feitos através de uma rotina computacional de código próprio, desenvolvida no software MATLAB, para um horizonte de estudo de um dia de operação, discretizado em 24 horas. As curvas de carga e geração são consideradas como sendo determinísticas, não levando em conta a estocasticidade das fontes intermitentes e do consumo. A concepção dos indicadores é embasada em indicadores já existentes, prescritos pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) para o sistema de distribuição. A estrutura de microrrede em estudo é constituída por uma parcela de um sistema de distribuição radial, contendo um número reduzido de elementos de proteção e seccionamento. Objetivando manter a tensão e frequência da microrrede dentro de faixas estipuladas, propõe-se uma estratégia de corte de carga dentro de ambas as análises de segurança (estática e dinâmica). A metodologia proposta, contemplando as análises de segurança estática e dinâmica, a estratégia de corte de carga e o cálculo dos indicadores, é aplicada a dois casos de estudo, sendo estes diferenciados pela barra à qual se conecta o gerador que assume o controle secundário de tensão e frequência na microrrede (gerador slack). Dos casos de estudo, é possível perceber a influência da escolha da barra de conexão do gerador slack no desempenho tanto de tensão quanto de frequência. Além disso, percebe-se que a ativação da estratégia de corte de carga traz benefícios para a qualidade do produto (tensão e frequência), entretanto prejudica a qualidade do serviço (continuidade no fornecimento de energia). Deste modo, escolher a melhor topologia de operação da microrrede, ativando ou não o corte de carga, depende da ponderação atribuída aos indicadores.