Estudos de sensibilidade

Também são avaliadas quais características da rede e da conexão dos VEs que influenciam seu impacto na distorção harmônica das redes secundárias.

5.3.2.1 Nível de carregamento do sistema

Neste estudo, conecta-se um VE de 3,5 kW entre as fases A e B da barra 22. Em seguida, considera-se a rede operando com três níveis de demanda: caso base (100% da normal), leve (50 % da normal) e pesada (150 % da normal). A Figura 5.6 mostra os diferentes impactos dos VEs na DHT de tensão e corrente para estes três estudos.

(a) (b)

Figura 5.6 - Distorção harmônica total de tensão (fig. a) e corrente (fig. b) para três níveis de demanda da rede

É possível observar que a influência do carregamento da rede na DHT de tensão não é significativa, enquanto na DHT de corrente é um pouco mais percebida. A DHT de corrente no cenário com demanda leve é mais elevada, pois as correntes de frequên- cia fundamental fluindo no circuito são menores enquanto as correntes harmônicas não se alteram significativamente (i.e., o percentual de correntes harmônicas em relação à fundamental cresce). Adicionalmente, a influência nos níveis de DHT de corrente é re- levante apenas no ramal principal, o qual conecta o VE à rede primária (i.e., ramos 1, 3- 5, 16-20 da Tabela 3.10), pelo fato das demais cargas estarem modeladas apenas em 60 Hz.

5.3.2.2 Distância elétrica em relação ao transformador

Por alterar o nível de curto-circuito, a distância elétrica entre o transformador abaixador da rede e o ponto de conexão do VE também deve ser alterada neste estudo. O impacto de diferentes pontos de conexão de VEs pode ser observado na Figura 5.7, em que foram conduzidas simulações variando-se o ponto de conexão de um VE bifási- co de 3,5 kW na rede em estudo. São analisados quatro casos: (1) VE conectado entre fases A-B da barra 22; (2) entre fases B-C da barra 17; (3) entre fases A-B da barra 8; e (4) entre fases A-B da barra 4.

Na Figura 5.7 (a) é possível observar a influência do nível de curto-circuito no nível de distorção de tensão. Quanto menor o nível de curto-circuito na barra de cone-

xão, ou seja, quanto mais distante o VE está do transformador, maior é o impacto na distorção harmônica.

Já a DHT de corrente é aproximadamente igual nos diferentes pontos de cone- xão. Novamente, a influência do VE é maior no ramal principal que o conecta ao trans- formador de distribuição, conforme apresentado na Figura 5.7 (b).

Conclui-se que, quanto menor for o nível de curto-circuito da barra de acesso (mais fraca a rede), maior o impacto da recarga do VE na distorção harmônica de ten- são. Já a DHT de corrente no ponto de conexão do VE é menos influenciada pelo nível de curto-circuito.

(a) (b)

Figura 5.7 - Distorção harmônica total de tensão (fig. a) e corrente (fig. b) para diferentes pontos de conexão do VE

5.3.2.3 Recarga bifásica versus monofásica

Este estudo de sensibilidade visa realizar uma comparação entre o impacto pro- vocado por um VE monofásico de 1,5 kW (conectado entre a fase A e o neutro) e o pro- vocado por um VE bifásico de 3,5 kW (conectado entre as fases A e B). Em redes reais, é esperado que recargas mono e bifásicas de VEs ocorram simultaneamente. O estudo compara a conexão de um carregador monofásico e um bifásico na barra 22.

A Figura 5.8 (a) mostra que a elevação da DHT de tensão na fase A é maior para o caso do VE monofásico, enquanto nas correntes (Figura 5.8 (b)) não são observadas diferenças significativas. Isto ocorre, pois a tensão da fase A na frequência fundamental é menor para a conexão do VE monofásico (em comparação com a conexão do VE bifá-

sico). Portanto, em uma rede na qual a DHT de tensão seja mais crítica que a DHT de corrente, a concessionária deve dedicar maior atenção à conexão monofásica.

Já na Figura 5.9, pode-se observar que a distorção da tensão da fase B é mais pronunciada para o caso do VE bifásico. A distorção de tensão observada na fase B para o caso do VE monofásico é devido, sobretudo, ao deslocamento da tensão de neutro devido à conexão do VE monofásico (conectado entre a fase A e o neutro).

(a) (b)

Figura 5.8 - Distorção harmônica total (fase A) de tensão (fig. a) e corrente (fig. b) após cone- xão de um VE monofásico ou bifásico

(a) (b)

Figura 5.9 - Distorção harmônica total (fase B) de tensão (fig. a) e corrente (fig. b) após conexão de um VE monofásico ou bifásico

5.3.2.4 Avaliação do caso com múltiplos VEs

Para avaliar o cenário de múltiplos VEs sendo recarregados na rede, é conside- rada a conexão de cinco VEs, sendo dois monofásicos (1,5 kW cada) e três bifásicos (3,5 kW cada), para as diferentes demandas (normal, leve e pesada), dispostos na rede elétrica da seguinte forma:

 Um carregador bifásico entre as fases A e B da barra 4;

 Um carregador monofásico na fase C da barra 17;

 Um carregador bifásico entre as fases A e B da barra 22;

 Um carregador monofásico na fase A da barra 28;

 Um carregador bifásico entre as fases A e C da barra 29.

(a) (b)

Figura 5.10 - Distorção harmônica total de tensão (fig. a) e de corrente (fig. b) considerando-se a conexão de múltiplos carregadores de VE com diferentes níveis de demanda

Nota-se que o comportamento obtido foi similar com a conexão de apenas um VE, ou seja, qualitativamente as conclusões são as mesmas. Porém, por haver um valor maior de potência consumida, os níveis de DHT de tensão atingem valores mais eleva- dos em relação aos obtidos na conexão de um VE. Destaca-se que mais ramos da rede apresentam DHT de corrente não nula, devido ao maior número de VEs conectados.

5.4 CONSIDERAÇÕES PARCIAIS

A partir dos estudos deste capítulo, identificou-se que o acesso de VEs em redes elétricas pode elevar o nível de distorção harmônica da tensão e corrente do circuito. Porém, esta elevação não é significativa visto que os níveis de distorção injetados por carregadores de VEs atuais são tipicamente baixos.

Os estudos também mostraram que:

 Quanto maior o nível de curto-circuito da barra de acesso, menor a influência do VE na distorção harmônica da rede;

 O comportamento qualitativo de veículos bifásicos e monofásicos é semelhante, embora o impacto produzido por um VE bifásico seja maior, visto que este está disponível em níveis de potência superiores;

 O impacto na distorção harmônica pode ser amenizado limitando-se a injeção de harmônicos pelos carregadores de VEs e, potencialmente, instalando-se filtros harmônicos na rede.

6 CONTRIBUIÇÃO DO VEÍCULO ELÉTRICO DURANTE CURTO- CIRCUITO NA REDE ELÉTRICA