el´etrica
Atualmente existem v´arias normas t´ecnicas que abordam sistemas fotovoltaicos. As entidades IEC e IEEE possuem em torno de 30 normas ou recomenda¸c˜oes sobre materi- ais e equipamentos para sistemas fotovoltaicos. Esta se¸c˜ao tem a finalidade de apresentar os documentos mais importantes e que est˜ao relacionados aos inversores de conex˜ao com a rede el´etrica [21, 32, 33].
3.4.1
IEEE STD 1547
O documento IEEE STD 1547 descreve a conex˜ao de sistemas de gera¸c˜ao distri- bu´ıda em sistemas el´etricos de potˆencia, proporcionando recomenda¸c˜oes quanto `a avalia¸c˜ao do desempenho de equipamentos que utilizam m´etodos de detec¸c˜ao de ilhamento [60]. O padr˜ao tamb´em trata dos tipos de ilhamento que s˜ao definidos em duas categorias: ilha- mento intencional e n˜ao intencional.
O primeiro ´e caracterizado pelo ilhamento planejado, que ´e controlado pelo ope- rador do sistema el´etrico de potˆencia. As principais aplica¸c˜oes para ilhamento intencional s˜ao: UPS e geradores de emergˆencia. O ilhamento n˜ao intencional consiste em qualquer falha que cesse o fornecimento de energia pela rede el´etrica principal, fazendo com que parte da rede de distribui¸c˜ao fique ilhada e alimentada por um conjunto de sistemas de gera¸c˜ao distribu´ıda [60].
A s´erie IEEE STD 1547.4 de 2011 fornece informa¸c˜oes sobre o projeto, opera¸c˜ao e a integra¸c˜ao de SGDs ilhados. O fator de qualidade (Qf) para esse padr˜ao ´e unit´ario.
As tabelas 3.1 e 3.2 mostram os valores de frequˆencia e tens˜ao permitidos pelo padr˜ao em uma rede de 60Hz [60].
Tabela 3.1: Frequˆencia para o documento IEEE STD 1547 Tempo de detec¸c˜ao de ilhamento
Frequˆencia(Hz) Tempo de detec¸c˜ao (em ciclos) frequˆencia < 59,3 10
frequˆencia > 60,5 10
Tabela 3.2: Tens˜ao para o documento IEEE STD 1547 Tempo de detec¸c˜ao de ilhamento
Faixa de tens˜ao (% do valor nominal) Tempo de detec¸c˜ao (em ciclos) Tens˜ao < 50 10
50≤ Tens˜ao < 88 120 110 ≤ Tens˜ao < 120 60
tens˜ao≥ 120 10
3.4.2
IEC 61727
De acordo com este padr˜ao, o fator de potˆencia do SGD deve ser indutivo e n˜ao pode ser menor do que 0,85, quando o inversor estiver operando com mais de 10 % da sua potˆencia nominal. Caso o conversor esteja acima de 50 % da sua potˆencia nominal, o fator de potˆencia n˜ao pode ser inferior a 0,9. Sabe-se que o inversor conectado `a rede de distribui¸c˜ao deve preferencialmente operar com fator de potˆencia unit´aria, na maioria das vezes, variando em torno desse valor por algum erro na leitura dos sensores de tens˜ao e corrente que s˜ao usados para o controle do sistema.
3.4.3
IEEE STD 519-1992
Este padr˜ao recomenda pr´aticas de controle de harmˆonicos para os sistemas el´e- tricos de potˆencia, estabelecendo a m´axima taxa de distor¸c˜ao harmˆonica da corrente e tens˜ao do sistema [61]. O padr˜ao requer que a corrente injetada na rede el´etrica tenha uma TDH inferior a 5 % [51]. A tabela 3.3 apresenta os limites m´aximos para v´arios valores de frequˆencias harmˆonicas [62].
Tabela 3.3: Limites de cont´eudo harmˆonico de corrente (% da corrente fundamental). Harmˆonicos Limite
DHT (todas as harmˆonicas) 5 % da 3a a 9a 4 %
da 11a a 15a 2 %
da 17a a 21a 1, 5 %
da 23a a 33a 0, 6 % acima da 33a 0, 3 %
harmˆonicos pares 25 % dos limites acima
3.4.4
IEEE STD 929-2000
Este padr˜ao descreve a conex˜ao e detec¸c˜ao de ilhamento de pain´eis fotovoltaicos em redes de distribui¸c˜ao e fornece informa¸c˜oes a respeito sobre a qualidade de energia, seguran¸ca e prote¸c˜oes necess´arias para este tipo de sistema. O fator de qualidade ´e igual a 2, 5. As tabelas 3.4 e 3.5 mostram os valores de frequˆencia e tens˜ao permitidos pelo padr˜ao [63].
Tabela 3.4: Frequˆencia para o documento IEEE STD 929-2000 Tempo de detec¸c˜ao de ilhamento
Frequˆencia(Hz) Tempo de detec¸c˜ao (em ciclos) frequˆencia < 59,3 6
frequˆencia > 60,5 6
Tabela 3.5: Tens˜ao para o documento IEEE STD 929-2000 Tempo de detec¸c˜ao de ilhamento
Faixa de tens˜ao (% do valor nominal) Tempo de detec¸c˜ao (em ciclos)
Tens˜ao < 50 6
50 < Tens˜ao < 88 120
88 < Tens˜ao < 110 Opera¸c˜ao normal 110 < Tens˜ao < 137 120
137 < Tens˜ao 2
3.4.5
Padr˜ao ABNT NBR IEC 62116
Esse padr˜ao descreve o procedimento de ensaio de anti-ilhamento para inversores de sistemas fotovoltaicos conectados `a rede. Esta norma foi criada pelo comitˆe brasileiro de eletricidade (ABNT/CB-03) e pela Comiss˜ao de Estudo de Convers˜ao Fotovoltaica de Energia Solar (CE-03:082.01). A norma pode ser usada para outros tipos de sistemas
conectados `a rede el´etrica: inversores que utilizam como fonte principal microturbinas e c´elulas a combust´ıvel, m´aquinas s´ıncronas e de indun¸c˜ao. Para que esse padr˜ao seja adotado as referˆencias normativas a seguir s˜ao imprescind´ıveis.
IEC 61727 - Sistemas fotovoltaicos - Caracter´ısticas da interface da rede.
IEC/TS 61836 - Sistemas de energia solar fotovoltaica - termos, defini¸c˜oes e s´ımbolos. As tabelas 3.6 e 3.7 mostram os valores de frequˆencia e tens˜ao permitidos pelo padr˜ao ABNT NBR IEC 62116 [64]. A tabela 3.8 apresenta os requisitos da fonte de alimenta¸c˜ao em corrente alternada. Os inversores ou sistemas que satisfazem todos os requisitos apresentados nessa norma recebem a certifica¸c˜ao de equipamentos com fun¸c˜ao anti-ilhamento.
Tabela 3.6: Frequˆencia para o documento ABNT NBR IEC 62116 Tempo de detec¸c˜ao de ilhamento
Frequˆencia(Hz) Tempo de detec¸c˜ao (em segundos) frequˆencia < 58,5 1
frequˆencia > 61,5 1
Tabela 3.7: Tens˜ao para o padr˜ao ABNT NBR IEC 62116 Tempo de detec¸c˜ao de ilhamento
Tens˜ao (RMS) Tempo de detec¸c˜ao (em segundos)
115 % da tens˜ao nominal 2
85 % da tens˜ao nominal 2
Tabela 3.8: Requisitos da fonte de alimenta¸c˜ao em corrente alternada para o padr˜ao ABNT NBR IEC 62116
Requisitos - Fonte de alimenta¸c˜ao CA Itens Condi¸c˜oes Tens˜ao Nominal ± 2, 0 % Frequˆencia Nominal ± 0, 1 Hz THD de tens˜ao < 2, 5 %