Propostas para trabalhos futuros 184 

1. INTRODUÇÃO

A modernização do sistema elétrico de potência com redes elétricas inteligentes (Smart Grids), especialmente no setor de distribuição de energia, está sendo caracteri- zada pelo aumento e integração de equipamentos automatizados, uso de infraestrutura de comunicação em duas vias e centrais de monitoramento, processamento e controle, os quais podem ser administrados por um Sistema Avançado de Gestão de Distribuição (ADMS, Advanced Distribution Management System).

A adesão destes sistemas com uso de sensores, comunicação e controles inteli- gentes permite que o estado da rede elétrica seja observado por completo e impulsiona o desenvolvimento de novas técnicas de solução para inúmeras aplicações de auxílio à tomada de decisão. Uma destas aplicações é o Controle de Tensão e Potência Reativa (Controle Volt/VAr ou VVC, do inglês volt/var control), que desempenha papel vital na operação dos sistemas de potência.

O VVC consiste em manter a tensão em níveis adequados em todos os pontos do alimentador de distribuição, considerando as mais diversas condições de operação do sistema (IBRAHIM; SALAMA, 2015; ULUSKI, 2010; ZARE; NIKNAM, 2013). Neste sentido, equipamentos geralmente instalados na subestação de energia (SE), como o transformador com comutação de TAP sob carga e os bancos de capacitores têm sido os principais dispositivos utilizados para a correção de violações de tensão na rede de distribuição (HOMAEE; ZAKARIAZADEH; JADID, 2014; PAUDYAL; CANIZARES; BHATTACHARYA, 2011).

Atualmente, o VVC é uma das funções mais importantes e desejadas no contex- to de sistemas de Automação de Distribuição Avançada (DA, Distribution Automation

essencial para os sistemas modernos de distribuição. A execução do VVC nas redes de distribuição torna-se possível devido aos equipamentos de medição avançada, à comu- nicação em duas vias e às centrais de processamento e controle, as quais executam o VVC como parte integrante de um ADMS, utilizando técnicas de soluções que podem se sobrepor ao controle local dos equipamentos.

Normalmente, os problemas nos níveis de tensão do sistema de distribuição são solucionados por meio de estudos off-line, com a atuação do controle local dos equipa- mentos de controle, os quais comparam seus pré-ajustes aos valores de medições. Mui- tas vezes, estas ações de controle não são coordenadas, devido ao limitado número de pontos monitorados, à inexistência de sistemas de gestão e/ou à falta de comunicação entre os equipamentos do sistema, resultando em um controle ineficaz em função das diversas condições de operação da rede de distribuição.

O interesse crescente no uso do VVC em sistemas de distribuição também deve- se ao uso mais amplo de Recursos Energéticos Distribuídos (DER, do inglês Distributed

Energy Resources) de fontes renováveis, como geração solar fotovoltaica (FV) e eólica

(EOL), que podem afetar a qualidade da energia no nível do cliente, especialmente os níveis de tensão. Da mesma forma, a adesão de novas tecnologias como veículos elétri- cos plug-in, que necessitam se conectar à rede elétrica de tempo em tempo para recar- regar a bateria, pode aumentar a demanda de eletricidade do sistema, ocasionando so- brecargas e tensões inadequadas.

Com o aumento iminente destes novos recursos, o VVC também poderá ser uma solução à expansão da instalação de fontes de geração distribuída (GD) e veículos elé- tricos (VE), uma vez que estes sistemas também podem proporcionar a injeção ou a absorção de potência reativa necessária para a manutenção da tensão pelo inversor de frequência, que realiza a interface de conexão da fonte de geração com a rede elétrica de energia (KIM; HARLEY; REGASSA, 2014; MANBACHI et al., 2013; VAZIRI et al., 2012). De acordo com (KEMPENER; KOMOR; HOKE, 2013), o uso do inversor pode contribuir com a regulação de tensão visivelmente quando a capacidade de pene- tração de energias renováveis atinge 15% ou mais da capacidade de carga do sistema, e torna-se essencial quando atinge-se níveis acima de 30% da carga.

Os trabalhos de BERGER e KRZYSZTOF (2015); BORLASE (2013) e KOJOVIC; COLOPY e ARDEN (2011), apresentam alguns requisitos para a aplicação do VVC, os quais também são adotados como premissa neste trabalho:

 Sistema de controle central DMS com suporte ao sistema SCADA (Supervisory

Control and Data Acquisition) para a aquisição e o processamento de medições

em tempo real, permitindo alterações nos dispositivos controláveis em campo;  Execução de fluxo de carga trifásico desequilibrado para a validação da operação

de rede de distribuição e otimização;

 Registro de dados recentes da infraestrutura de comunicação avançada entre os dispositivos controláveis em campo (reguladores de tensão, bancos de capacito- res, geradores distribuídos, bem como outros equipamentos).

 Dispositivos controláveis remotamente com controladores comutáveis;  Sistema de comunicação eficiente e moderno.

Além disso, deve-se considerar a capacidade de atuação independente do contro- le local e sua coordenação com o controle centralizado do ADMS, nas seguintes situa- ções (BREMERMANN, 2008; MERCER, 2016):

 Os controles locais devem permitir que o controle central mude a sua estratégia de controle local quando necessário;

 Os controles locais devem atuar normalmente quando não for solicitada a modi- ficação do ajuste por meio do controle central;

 O controle central deve possui a capacidade de se adaptar aos diferentes cenários do sistema de distribuição como, por exemplo, alterações de carga e geração, de forma que diferentes funções possam ser consideradas na tomada de decisão. Na intenção de tornar mais eficiente a operação dos diversos equipamentos no sistema de distribuição, foram propostas nos últimos anos algumas soluções comerciais para implementação e otimização do VVC, desenvolvidas por empresas como: ABB;

Cooper Power Systems (Cooper); Electrical Distribution Design (EDD); General Elec- tric; Utilidata; Varentech (MILLER et al., 2013). De forma geral, estas soluções abor-

dam a coordenação dos controles local e centralizado apenas entre alguns equipamen- tos, onde a maioria destas soluções ainda não consideraram a possibilidade de controle dos níveis de tensão por inversores, excluindo a participação de geração distribuída, compensadores estáticos de reativos, veículos elétricos e demais dispositivos fundamen- tados em eletrônica de potência.