Barra do Tipo Carga

Para o patamar de carga onde temos a penetração de energia solar conforme figura, nos resultados observados para as barras de carga, não temos diferenças significativas do 1º para o 2º caso, tanto para os perfis de tensão quanto para o chaveamento de bancos de capacitores.

Conclusões

O presente estudo foi realizado a fim de se verificar os impactos em uma rede elétrica, sistema IEEE14barras, a partir da conexão de uma unidade de Geração Distribuída executando para o horizonte de uma semana, domingo a sábado, o fluxo de potência utilizando o Software Análise de Redes – ANAREDE desenvolvido pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica – CEPEL.

Durante as análises foi utilizada a curva de carga modelada pelo sistema teste de confiabilidade do IEEE que por sua vez foi aplicado em cada barra de carga da rede. Utilizamos também os dados colhidos na saída do Laboratório Solar da UFJF, formando assim a curva de geração normalizada da planta fotovoltaica. Para aplicarmos tal informação, foi feito uma alteração no sistema IEEE14barras incluindo uma 15ª barra ligada através de uma linha de baixa impedância à 14ª barra.

Com o sistema montado pode-se simular diferentes casos, métodos e cenários. A diferença entre os casos foi um deslocamento no tempo da curva de carga de forma que pudéssemos obter penetração de energia solar em diferentes patamares de carga, ou seja, um com alto carregamento e outro com baixo carregamento. Com os métodos pode-se avaliar o controle na barra 14, utilizando ora essa barra como do tipo carga, ora como do tipo geração. Por fim os cenários representaram o quanto de penetração de energia solar teve em relação à carga total do sistema. Cabe ressaltar que para termos violações de tensão e o subsequente chaveamento de banco shunt, a carga original do sistema IEEE foi dobrada.

Assim executamos o fluxo de potência em cada instante no nosso horizonte semanal e obtivemos pontos de operação da rede em regime permanente.

As analises transcorreram em torno dos tipos de barras, observamos os gráficos do perfil de tensão, chaveamento de banco de capacitores, geração de potência ativa e reativa. Na barra de referência do sistema, barra 1, em ambos os casos tivemos um abatimento de carga vista por essa barra nos períodos da semana que tivemos penetração de energia

solar. Esse abatimento aumentou na medida em que se caminha do cenário 1 (5% da carga do sistema) para o cenário 6 (50% da carga do sistema). Tal fato é benéfico pois reduzimos a geração da barra de referencia e as perdas do sistema, uma vez que esse abatimento é suprido por uma fonte próxima a carga.

Estudando a barra de geração, para os dois casos, verificou-se na curva de geração de potência reativa uma variação dentro dos limites da barra em todos os cenários, quando esses limites chegaram ao máximo a tensão que antes estava fixa foi liberada para variar, destaca-se que essa variação não violou os limites operativos de 0,95 a 1,05 pu de volt. Entre os diversos percentuais de penetração de energia solar não ocorreu uma tendência de aumento de consumo ou geração de potência reativa na medida em que se aumentou a penetração de energia solar.

Para a barra de carga com chaveamento de banco shunt, barras número 4, 5 e 9, podemos concluir que com o controle de tensão o sistema obteve um menor número de manobras por parte de seus respectivos bancos. A tensão da barra 9 teve seus valores violados em alguns pontos no horizonte semanal, essa barra possui apenas um banco shunt no valor de 19 MVA, que é insuficiente para dar suporte de reativo a barra que está conectada. Como medida de médio prazo pode-se aumentar o número de bancos de capacitores a essa barra, e como medida de curto prazo podemos manobrar bancos shunt próximos a essa barra, caso exista algum disponível, ou utilizar os compensadores síncronos das barras 3, 6 e 8 para controlar a tensão da área.

Agora para a barra de carga sem banco shunt conectada a ela em ambos os casos, observamos nos cenários de 2 a 6 uma variação positiva ou negativa de tensão em relação ao cenário 1 devido ao sentido do fluxo de potência. Podemos destacar que o cenário 6, maior penetração entre os cenários, causa grandes variações nas barras de carga sendo os cenários 2 a 5 mais adequados. Como trabalho futuro pode-se colocar penetrações nos cenários de 2 a 5, em mais de uma barra, bem como uma otimização para encontrar o ponto mais benéfico para a conexão de Geração Distribuída.

Referências

[1] PASSOS FILHO, J. A., Representação e Avaliação do Desempenho de Dispositivos de Controle no Problema de Fluxo de Potência, Tese de D.Sc, UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, 2005.

[2] Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL. Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional – PRODIST, Módulos 3 e 4.

[3] MME colaboração EPE, 2007, Plano Nacional de Energia 2030. Brasilia, DF, Brasil.

[4] MONTICELLI, A.J., 1983, Fluxo de Carga em Redes de Energia Elétrica. 1 ed. São Paulo, SP, Editora Edgard Blücher Ltda.

[5] Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL. Acesso de Mini e Micro Geração Distribuídas, Resolução Normativa nº 482, vol. 149, n. 76, p. 53, Abril de 2012. [6] VINAGRE, M.P., Usina Solar Fotovoltaica em Minas Gerais, CRESESB, p. 21. [7] IEEE, IEEE Reliability Test System, IEEE Transmission on Power Apparatus and

Systems, PAS-98, 1979.

[8] LORA, Electo Eduardo Silva e ADDAD, Jamil. (Coord), Geração Distribuída: Aspectos Tecnológicos, ambientais e institucionais, Editora Interciência Ltda – Rio de Janeiro 2006.

[9] BENEDITO, R. S., Caracterização da Geração Distribuída de Eletricidade por Meio de Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede, no Brasil, sob os Aspectos Técnicos, Econômico e Regulatório, Tese de D.Sc, USP, São Paulo, SP, Brasil, 2009.

[10] AlMEIDA, P. M., Condicionamento da Energia Solar Fotovoltaica para Sistemas Interligados à Rede Elétrica, ...