Rede Original X Rede sem BCs Chaveáveis X Rede sem BCs

Esta subseção faz a comparação entre os cenários das: Tabela 4.7 (CB); Tabela 4.8 (CH ‘8 BCs’); Tabela 4.9 (CH ‘3 BCs’) e Tabela 4.10 (CH ‘0 BC’). O objetivo é avaliar qual foi o desempenho do controle hierárquico ao promover a compensação de potência reativa utilizando

5.2 Rede Original X Rede sem BCs Chaveáveis X Rede sem BCs 90

apenas os SFs. O caso base e o controle hierárquico ‘8 BCs’ servem como referência para o controle hierárquico ‘3 BCs’ – a rede permanece com os bancos de capacitores fixos, mas tem os bancos chaveáveis removidos – e para o controle hierárquico ‘0 BC’ – a rede não possui bancos de capacitores.

Os principais resultados obtidos na simulação de todos os cenários considerados são resumidos na Figura 5.16. O item (a) indica que o controle hierárquico, mesmo operando na rede sem BCs, conseguiu ser mais eficiente que o controle tradicional do caso base operando na rede com 8 BCs; comparando entre si apenas os cenários em que se utilizou o controle hierárquico, fica evidente que quanto menor o número de bancos, maiores são as perdas, o que, intuitivamente, é um resultado esperado.

O item (b) da Figura 5.16 evidencia que o controle hierárquico conseguiu promover, em relação ao caso base, uma redução substancial do número de transgressões de tensão independentemente do número de BCs na rede. Os resultados apontam ainda que, para o controle hierárquico, existe uma baixa relação entre o número de transgressões de tensão e o número de bancos na rede dado que, para alguns cenários, o controle hierárquico ‘0 BC’ performou igual ou melhor que o controle hierárquico ‘3 BCs’ e o controle hierárquico ‘8 BCs’. O item (c) indica que a retirada dos bancos tem a tendência a fazer o controle hierárquico promover mais vezes a troca de tap do OLTC.

O item (d) da Figura 5.16 mostra que, tendo a rede os BCs fixos, o controle hierárquico conseguiu manter, para todos os cenários, o FP na subestação acima do limite mínimo de 0,92 durante todo o período simulado. Já para a rede sem BCs, esse limite só é respeitado para os níveis de penetração de 30% e 40% e em caso de dia nublado. Nos cenários de dias limpo e parcialmente nublado do controle hierárquico ‘0 BC’, o valor mínimo do FP ocorreu durante o pico de geração dos SFs e não durante o pico de carga da rede (em que a demanda por potência reativa é maior), como poderia se esperar. Tais resultados são explicados em maiores detalhes na Seção 5.2.1.

(a) Perdas ativas. (b) Transgressões de tensão.

(c) N° de mudanças de tap do OLTC. (d) Mínimo FP diário na subestação.

Figura 5.16 – Comparação do controle hierárquico (CH) operando na rede com todos os BCs (‘8 BCs’), apenas com os BCs fixos (‘3 BCs’) e sem os BCs (‘0 BC’) – resumo dos resultados principais.

5.2.1 Perfis de FP na subestação e geração dos SFs (40% de penetração)

Considerando somente os cenários com controle hierárquico (8, 3 e 0 BC), a Figura 5.17 (a) apresenta os perfis diários do FP na subestação e a Figura 5.17 (b), os perfis da média, entre todos os 1348 SFs, da injeção de Qfv normalizada pela capacidade disponível a cada instante. A

5.2 Rede Original X Rede sem BCs Chaveáveis X Rede sem BCs 92

(a) Perfil do FP na subestação. (b) Média da geração de potência reativa pelos SFs (percentual em relação à capacidade

disponível).

Figura 5.17 – Perfis do FP na subestação e da geração de potência reativa dos SFs – controle hierárquico (CH) operando a rede com todos os BCs (‘8 BCs’), apenas com os BCs fixos (‘3 BCs’) e sem os BCs (‘0 BC’) – (40%

– parcialmente nublado).

É possível notar que o menor valor de FP do controle hierárquico ‘0 BC’ ocorre às 12:00 horas porque o pico de geração fotovoltaica: diminui consideravelmente o fluxo de potência ativa pela subestação naturalmente reduzindo o FP; e diminui a capacidade disponível nos inversores para injeção de potência reativa tornando a compensação insuficiente. Esta insuficiência é ilustrada na Figura 5.17 (b) onde o valor médio de Qfv atingiu 100% do valor disponível, ou seja, todos os

SFs injetaram a capacidade máxima disponível e o valor total foi incapaz de manter o FP acima de 0,92.

Outro fator a ser observado é que o FP do controle hierárquico ‘0 BC’ também vai abaixo de 0,92 em picos rápidos em torno das 10:00 horas. Neste caso a geração fotovoltaica ainda se encontra relativamente longe do seu máximo e há capacidade suficiente para injeção de potência reativa pelos SFs, sendo assim, o que motivou a queda abrupta do FP foi a intermitência da geração ativa, ou seja, o agente central do controle hierárquico otimiza a compensação reativa assumind o uma dada geração e esta poucos momentos depois sofre grandes alterações, que só serão reavaliadas nos próximos 15 min quando da nova intervenção do agente central.

A grande influência que o perfil de geração de potência ativa dos SFs tem no FP da subestação do controle hierárquico ‘0 BC’ fica evidente ao se observar que, para a mesma penetração de 40% mas em um dia nublado, o FP não transgride o limite mínimo (Figura 5.18).

O controle hierárquico ‘8 BCs’ e o controle hierárquico ‘3 BCs’ não apresentam problemas em manter o FP da subestação acima de 0,92 porque em ambos os casos a presença dos BCs fixos

promove a compensação da demanda base por potência reativa da rede ficando os SFs responsáveis por compensar uma parcela menor de reativos.

(a) FP na subestação. (b) Média da geração de potência reativa pelos

SFs (percentual em relação à capacidade disponível).

Figura 5.18 – Perfis do FP na subestação e da geração de potência reativ a dos SFs – controle hierárquico (CH) operando a rede com todos os BCs (‘8 BCs’), apenas com os BCs fixos (‘3 BCs’) e sem os BCs (‘0 BC’) – (40%

– nublado).

Embora tenha-se realizado as análises anteriores baseadas na penetração de 40% e no perfil de geração de dia nublado, pois foi o caso em que se obteve o menor FP para o controle hierárquico ‘0 BC’, o mesmo raciocínio é válido para as demais penetrações e também para o perfil de dia limpo pois resultados similares foram obtidos, excetuando-se os problemas devido à intermitência da geração ativa.