Sumário dos Resultados

Os casos investigados nesta seção foram simulados para todo o mês de setembro de 2017 e os resultados dos indicadores de desempenho são sumarizados na Tabela 4.2. Do ponto de vista de controle de tensão, todos os casos apresentaram desempenho similar, visto que em todos a atuação dos equipamentos de controle é engatilhada quando a tensão sai da faixa de regulação. Do ponto de vista de controle de reativos/fator de potência, o caso 1 mostrou desempenho pior que os demais, e todos os outros casos analisados resultaram em desempenho melhor que o utilizado na subestação real (caso 3a). A configuração 1 resultou ainda em 90% a mais de atuações do OLTC quando comparado com o caso 3a, enquanto os casos 2a e 2b resultam, naturalmente, em elevação no número de chaveamentos de estágios dos bancos de capacitores. Em relação ao ajuste utilizado na subestação (3a), os casos 3b e 4 apresentaram

melhor desempenho de fator de potência e ainda reduziram o número de comutações de taps do transformador regulador, o que é de interesse da concessionária, pois reduz custos de operação deste que é um equipamento cuja manutenção demanda elevado esforço da distribuidora quando chegar o momento. Os resultados mostram também que manter um fator de potência elevado reduz as perdas ôhmicas no transformador em cerca de 7%, em relação ao caso 1.

Tabela 4.2 - Resumo do desempenho do controle de tensão/reativos da subestação para os diferentes casos investigados para set/2017.

Indicador de Desempenho

Caso

1 2a 2b 3a 3b 4

quantidade de comutações

tap regulador tensão 248 0 0 131 76 117

quantidade de chaveamentos

bancos de capacitores 0 199 547 90 136 104

valor médio da tensão

secundária regulada (kV) 11,74 11,75 11,75 11,75 11,75 11,75 percentagem de tempo

com 11,6 < V < 11,9 kV 92,86 93,33 90,54 94,34 94,36 94,34 fator de potência médio do

transformador 0,97 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99

percentagem de tempo

com fator de potência > 0,95 80,13 98,12 99,32 93,63 98,76 99,82 perdas (energia)

transformador: % do caso 1 100 92,10 92,13 93,67 92,16 92,32

Diante dos casos analisados, pode se notar de imediato que com a utilização de chaveamentos de BCs, teremos redução de perdas técnicas em torno de 7 % em relação método convencional (caso 1). Outro fator que seria interessante analisar seria a utilização mista do chaveamento de BCs com OLTC, o que possibilita uma melhor utilização dos equipamentos instalados. Agora se comparar em relação ao estudo de caso real (caso 3a) pode se notar que os casos 3b e 4 teve melhoria na redução de perdas técnicas, enquanto no caso 4 obteve o melhor equilíbrio no número de chaveamentos de BCs com OLTC.

Este capítulo apresentou uma metodologia para avaliação de desempenho do controle de tensão e reativos em subestações de distribuição, uma importante responsabilidade técnica das distribuidoras de energia elétrica em função do impacto que tensões de atendimento inadequadas podem causar para os consumidores. Dentre as filosofias de controle de tensão e

reativos, ênfase em particular foi dada a um esquema não convencional de controle integrado de tensão e reativos que utiliza, prioritariamente, chaveamento de bancos de capacitores instalados no secundário de subestações de distribuição, seguido por comutações de OLTC.

5 Conclusões

Esta dissertação tratou do estudo de alternativas de controle de tensão e potência reativa em subestação de distribuição de energia elétrica. As análises se basearam em um estudo de caso real e em simulações computacionais que permitiram testar práticas complementares. O estudo de caso real apresenta adaptações em um algoritmo de controle de tensão e potência reativa, que se baseava prioritariamente no chaveamento de bancos de capacitores na subestação, por permitir regulação de tensão e compensação de potência reativa simultaneamente. Contudo, cargas sensíveis de unidades consumidoras conectadas aos alimentadores desta subestação foram afetadas e a concessionária recebeu uma série de reclamações referentes a problemas de qualidade de energia elétrica. Tal fato motivou estudos de qual seria a prática mais apropriada. Em função das alterações realizadas na filosofia de controle de tensão e reativo, as seguintes melhorias foram observadas:

• Redução para 40% no número de chaveamento de capacitores (de 369 para 145);

• Aumento no número de comutação de tap dos transformadores de 20 para aproximadamente 90 comutações por mês, que ainda está bem abaixo da média da concessionária em relação a outros comutadores do mesmo gênero;

• Redução do risco de descoordenação de ajuste de tensão com o sistema da concessionária externa, evitando-se assim, chaveamentos indevidos, quando da alteração da tensão brusca no sistema de transmissão.

O conhecimento obtido com a realização do estudo de caso real deste trabalho resultou na preocupação com os seguintes itens:

• Verificar a faixa de variação de tensão imposta pelo sistema de transmissão, quando houver;

• Utilizar uma faixa de tensão adequada de modo que com a necessidade de ajuste da tensão, o valor corrigido não se aproxime dos limiares da faixa superior ou inferior;

• Realizar estudos para a obtenção de uma faixa de potência reativa visando o ajuste de tensão pelos bancos de capacitores.

No caso dos estudos complementares realizados por meio de simulação computacional, a abordagem utilizada para sintetização de curvas de carga dos alimentadores em uma resolução temporal apropriada para simulação do COINTER mostrou-se bastante adequada, como sugerem os resultados das simulações, quando comparados com medições do histórico de operação da subestação investigada no estudo de caso para o qual a metodologia foi aplicada. Este estudo de caso demonstrou ainda que:

• Em comparação com o COINTER, o desempenho do controle na subestação pode ser melhorado caso haja modificação nas faixas de reativo, como evidenciado pela redução considerável no número de comutações de taps do transformador regulador de tensão (nos estudos, 42%);

• Manter um fator de potência elevado reduz as perdas ôhmicas no transformador. Como prosseguimento deste trabalho, é possível (i) investigar o ajuste adequado dos sistemas de controle automático de tensão/reativos em redes de distribuição focando na viabilização da integração de fontes distribuídas renováveis e intermitentes, como a geração solar fotovoltaica, e de cargas modernas, como os veículos elétricos; ii) analisar a viabilidade de adoção do sistema de controle de tensão alternativo (BCs + OLTC) em SEs com transformadores de menor potência (15-25 MVA), que possuem impedância de curto circuito não muito elevada; iii) alterações na lógica de programação do controle com a integração de geração distribuída, principalmente quando houver inversão de fluxo de potência na SE.

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