PIBIC_2018-2019_ApresentacaoRelatorioFinal

Prévia do material em texto

Universidade Federal de Campina Grande
Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica – PIBIC
XVI CONGRESSO DE IC DA UFCG
Bolsista: Darlanny Silva Diniz
Orientadora: Núbia Silva Dantas Brito
Etapa Final do PIBIC 2018/2019
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Sumário
Introdução
Objetivos
Curva PV
Metodologia
Cenário
Resultados e discussões
Conclusões
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
2/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Introdução
Arquitetura tradicional dos Sistemas Elétricos de Potência (SEP): 
fluxo unidirecional da energia
O consumidor evolui de uma posição passiva para ativa no setor elétrico. 
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
Figura 1 – Arquitetura do SEP
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
3/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
Figura 2 – Dados de unidades de minigeração e microgeração no Estado da Paraíba com atualização em 08/11/2019.
 Fonte:Microsoft Power BI com dados da ANEEL.
GD no contexto Paraíba
4/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Objetivos
Objetivo geral: Estudar os impactos da presença da GDF na estabilidade de tensão em regime permanente em um sistema-teste de energia elétrica.
Objetivos específicos: 
Estudar os fundamentos dos temas: estabilidade de sistemas de potência, geração distribuída, energia fotovoltaica; 
Seleção e aprendizado do software de simulação; 
Análise da influência do nível de penetração da GDF na estabilidade da tensão do sistema.
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
5/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Estabilidade
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
“No contexto dos SEP, estabilidade é a habilidade do sistema, para uma dada condição de operação inicial, de retornar para um estado de equilíbrio depois de ser submetido a um distúrbio físico, com a maioria das variáveis limitadas tal que praticamente todo o sistema permaneça intacto” (IEEE/CIGRE).
6/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Estabilidade
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
Segundo Chagas (2015), os impactos causados pela GD são:
Perfil de tensão do sistema;
Aumento da complexidade de operação;
Comprometimento da estabilidade do sistema.
Figura 3 - Classificação do problema de Estabilidade
7/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Curva PV
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
MET: Capacidade de transferência de potência até o Ponto Máximo de Carregamento. Dado por:
MST: Distância mínima para um ponto de operação onde há risco de instabilidade de tensão (ONS, 2018).
Região Operativa: Sistemas de baixa tensão (tensão nominal <230 kV) devem operar com nível de tensão mínimo de 0,9 p.u. e máximo de 1,05 p.u. (ONS, 2018).
Figura 4 - Curva PV
8/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Metodologia
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
Figura 5 – Metodologia para as simulações.
9/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Determinação da potência máxima dentro da região operativa
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
10/18
Região operativa
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Sistema - teste
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
Oriundo de Ribeiro (2017) representado na Figura 3; 
Versão adaptada do sistema-teste IEEE-37 barras;
É um sistema de tensão nominal 4,8 kV, com 36 barras, sendo uma de referência e as demais de carga.
Figura 6 – Diagrama unifilar do Sistema teste.
11/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Cenários de estudo
Cenários
Barras para instalação dos geradores fotovoltaicos
80 kW
100 kW
120 kW
Caso1
-
-
-
Caso2
30
17
27
Caso3
30
16
27
Caso4
31
15
27
Caso5
30
15
27
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
Modelo matemático do GDF:
12/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Resultados e discussões (Caso 1)
O valor da MET foi 14,88 MW;
Determinação da potência máxima dentro da região operativa
Barras: 31, 35, 30 e 29;
Máximo carregamento do sistema: 5,14 MW.
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
Figura 8 – Violação de tensão das barras.
Figura 7– Curva PV dentro da região operativa.
13/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Resultados e discussões (Caso 2)
O valor da MET foi 15,22 MW (acréscimo de 2,33%);
Determinação da potência máxima dentro da região operativa
 Barras: 31, 35, 30 e 29;
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
Máximo carregamento do sistema: 5,46 MW (adição de 6,21%).
Figura 10 – Aumento da margem de carregamento em relação ao Caso 1.
Figura 9 – Curva PV dentro da região operativa.
14/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Resultados e discussões (Caso 3)
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
O valor da MET foi15,22 MW (acréscimo de 2,33%);
Determinação da potência máxima dentro da região operativa
Barras: 28, 29, 30, 31, 33, 34, 35;
Máximo carregamento do sistema é 5,46 MW (adição de 6,21%).
Figura 12 – Aumento da margem de carregamento em relação ao Caso 1.
Figura 11 – Curva PV dentro da região operativa.
15/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Resultados e discussões (Caso 4)
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
O valor da MET foi 15,19 MW (acréscimo de 2,11%);
Determinação da potência máxima dentro da região operativa
Barras: 30,31,35;
Máximo carregamento do sistema: 5,14 MW (adição de 0%).
Figura 14 – Aumento da margem de carregamento em relação ao Caso 1.
Figura 13 – Curva PV dentro da região operativa.
16/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Resultados e discussões (Caso 5)
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
O valor da MET foi15,22 MW (acréscimo de 2,33%);
Determinação da potência máxima dentro da região operativa
Barras: 28, 29, 30, 31, 33, 34, 35;
Máximo carregamento do sistema é 5,46 MW (adição de 6,21%).
Figura 12 – Aumento da margem de carregamento em relação ao Caso 1.
Figura 11 – Curva PV dentro da região operativa.
17/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Comparação entre casos
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
18/18
Figura 14 – Curva PV dentro da região operativa.
Figura 13 – Curva PV da barra 35 para cada caso.
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Conclusões
Cronograma de atividades executado conforme o previsto. 
Constatação:
Da importância do fluxo de potência continuado nos estudos de estabilidade estática;
O software constitui uma poderosa ferramenta para estudos de estabilidade de tensão em regime;
As análises mostraram:
A importância das curvas PV para o problema de estabilidade dos SEP;
A influência da inserção da Geração Distribuída Fotovoltaica em vários parâmetros do sistema, tais como: queda de tensão e carregamento do sistema;
Trabalhos futuros:
Uso de modelos mais realísticos do gerador fotovoltaico, simulações de contingências, uso de sistemas de maior porte.
Projeto PIBIC - Ciclo 2018/2019
19/18
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz
Agradecimentos
Projeto PIBIC - Ciclo2018/2019
UFCG
CNPq
20/18
darlanny.diniz@ee.ufcg.edu.br
Estudo do Impacto da Geração Distribuída Fotovoltaica na Estabilidade de Tensão
Darlanny Diniz