Estudo de impactos em sistemas de distribuição de média tensão com alta penetração de geração distribuída fotovoltaica

dc.contributor.advisor1Fardin, Jussara Farias
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/000000034785556X
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1912113095988528
dc.contributor.authorBarbosa, Patrick Trevizani
dc.contributor.referee1Costa, Wagner Teixeira da
dc.contributor.referee2Santos, Walbermark Marques dos
dc.contributor.referee3Salles, José Leandro Felix
dc.date.accessioned2024-05-29T20:55:42Z
dc.date.available2024-05-29T20:55:42Z
dc.date.issued2023-09-15
dc.description.abstractOur planet is powered by energy, and it is increasingly necessary to adapt to the growing demand, especially when it comes to electrical energy. It happens that a large part of the population is unaware of the source or origin of energy generation. However, with discussions about the environmental damage caused by polluting sources, particularly those derived from fossil fuels, the energy market has been seeking solutions and alternatives that have a lesser impact on the environment. In this way, there has been a strong demand for renewable sources of electrical energy, leading to advancements in various areas, including Distributed Generation (DG), which represents an alternative model of electricity generation/distribution compared to the centralized power supply system. Despite offering various benefits, the increased integration of DGs can directly impact the operation of distribution networks, altering parameters related to voltage profile, system stability, and short-circuit levels. Among the technologies that implement this model is photovoltaics, which allows for propagation and competitiveness compared to other sources, especially in Brazil due to its favorable conditions for harnessing this type of energy. In this study, two scenarios will be analyzed. In the first scenario, an assessment of current variability in a distribution network within the IEEE 13-bus system was conducted using a simplified model of photovoltaic generators. Regarding the demand of the system loads, the power levels supplied by the generators were adjusted based on load curve data and specific meteorological conditions from two regions with different climatic profiles, referred to as Region 1 and Region 2. In the second scenario, a heuristic technique was used to allocate photovoltaic generators within the IEEE 33-bus distribution system to adjust the voltage profile in accordance with PRODIST/ANEEL regulations and reduce losses in the system. For this purpose, Probabilistic Power Flow was employed with the assistance of the Monte Carlo method to introduce uncertainties in generation. In both cases, the methodology proved to be efficient. In the 13-bus feeder, it was shown that DG can directly impact the current levels of the feeder, with maximum variations of 94.08% and 90.66% for each of the two regions analyzed. In the 33-bus system, there was an improvement in the voltage profile and a significant reduction in losses in the system, around 35%.
dc.description.resumoO nosso planeta é movido por energia e cada vez mais se torna necessário adequar-se ao aumento da demanda, principalmente quando se trata de energia elétrica. Ocorre que grande parte da população desconhece a fonte ou origem da geração de energia. Porém, com discussões sobre os danos ambientais que fontes poluidoras proporcionam, principalmente de fontes oriundas de combustíveis fósseis, o mercado energético tem procurado soluções e alternativas que promovam menos impacto ao meio ambiente. Dessa forma, vem ocorrendo a intensa procura por fontes renováveis de energia elétrica, proporcionando avanços em diferente áreas, entre elas o de Geração Distríbuida (GD), que se trata de um modelo de geração/distribuição alternativo ao sistema centralizado de suprimento de energia elétrica. Apesar de apresentar diversos benefícios, o aumento da inserção de GD’s pode impactar diretamente na operação das redes de distribuição, alterando parâmetro relacionados a perfil de tensão, estabilidade do sistema e aos níveis de curtos-circuitos. Entre as tecnologias que implementam esse modelo está a fotovoltaica, que permite a propagação e competitividade comparado a outras fontes, principalmente no Brasil por ser um país com condições favoráveis para aproveitamento desse tipo de energia. Nesse trabalho, serão analisados dois cenários sendo que no primeiro foi realizado uma avaliação de variabilidade da corrente em uma rede de distribuição no sistema do IEEE da 13 barras, através de um modelo simplificado de geradores fotovoltaicos. Em relação à demanda das cargas do sistema, os níveis de potência fornecida pelos geradores foram alterados conforme dados da curva de carga e condições meteriológicas específicas de duas regiões com diferentes perfis climáticos, denominadas Região 1 e Região 2. Na segundo cenário, foi utilizada uma técnica de heurística desenvolvida para alocar geradores fotovoltaicos no sistema de distribuição do IEEE de 33 barras de modo a adequar o perfil de tensão conforme regulamentação do PRODIST/ANEEL e proporcionar diminuição de perdas no sistema. Para isso, foi utilizado Fluxo de Potência Probabilístico com auxílio do método de Monte Carlo promovendo incertezas na geração. Em ambos os casos a metodologia se mostrou eficiente, sendo que no alimentador de 13 barras foi mostrado que a GD pode impactar diretamente sobre os níveis de corrente elétrica do alimentador, onde foram obtidas variações máximas de 94,08% e 90,66% para cada uma das duas regiões analisadas. No de 33 barras, houve melhoria no perfil de tensão, e significativa diminuição de perdas no sistema em torno de 35%.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/12702
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Elétrica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsopen access
dc.subjectGeração Distribuída
dc.subjectFontes renováveis
dc.subjectVariabilidade de Corrente
dc.subjectFluxo de Potência Probabilístico
dc.subjectGeradores Fotovoltaicos
dc.subjectSistemas de Distribuição
dc.subject.cnpqEngenharia Elétrica
dc.titleEstudo de impactos em sistemas de distribuição de média tensão com alta penetração de geração distribuída fotovoltaica
dc.typemasterThesis

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