Avaliação da inserção de geração distribuída a partir de biogás em uma rede de distribuição de energia elétrica rural

Abstract

O objetivo deste trabalho é avaliar os impactos da inserção de unidades de geração distribuída a partir de biogás em um alimentador real de uma cooperativa de eletrificação rural, a COPREL. Primeiramente foi realizada a avaliação dos níveis de tensão e das perdas do alimentador em seu estado atual. As simulações da rede foram realizadas através do programa OpenDSS, a partir de dados fornecidos pela distribuidora. O potencial de produção de biogás na região, a partir de dejetos da suinocultura e da avicultura, foi estimado para o dimensionamento de cinco conjuntos motores geradores distribuídos ao longo do alimentador. Posteriormente, foram avaliados os impactos da inserção desses cinco geradores no sistema de distribuição em questão. Os fatores avaliados foram a variação nos níveis de tensão, as perdas totais do alimentador e alguns indicadores técnicos e econômicos, para três curvas de potência horária injetada no sistema. As curvas consistem na geração contínua, geração no momento de maior carga do alimentador e geração somente no horário de ponta da distribuidora. Para os geradores operando de forma contínua foram feitas simulações para os modos de operação PV e PQ, e para as demais curvas de geração foi adotado o modo PQ. Foi analisado o impacto de cada gerador isoladamente, assim como da inserção simultânea dos cinco geradores, para cada regime de operação. Individualmente, os geradores operando no momento de maior carga do alimentador resultaram na menor variação de tensão ao longo do dia. Para os cinco geradores operando simultaneamente, o regime contínuo no modo de operação PV apresentou a menor variação de tensão e o maior ganho econômico para a distribuidora. A maior redução nas perdas, de 34,1%, aconteceu para os cinco geradores operando em regime contínuo no modo de operação PQ.

The objective of this work is to evaluate the impacts of the insertion of distributed generation units from biogas in a real feeder of a rural electrification cooperative, COPREL. First, the evaluation of the voltage levels and the losses of the feeder in its current state were carried out. The network simulations were performed through the OpenDSS program, based on data provided by the distributor. The potential for biogas production in the region, from swine and poultry wastes, was estimated for the design of five generator sets distributed along the feeder. Subsequently, the impacts of the insertion of these five generators into the distribution system were evaluated. The evaluated factors were the voltage levels, the total feeder losses and some technical and economic indicators, for three hourly power curves injected into the system. The curves consist of continuous generation, generation at the moment of higher load of the feeder and generation only at the distributor peak hours. For the generators operating continuously, simulations were made for the PV and PQ operating modes, and for the other generation curves the PQ mode was adopted. The impact of each generator alone, as well as the simultaneous insertion of the five generators, were analyzed for each regime of operation. Individually, the generators operating at the time of higher feeder load resulted in the lower voltage variation throughout the day. For the five generators operating simultaneously, the continuous regime in PV operating mode showed the lowest voltage variation and the highest economic gain for the distributor. The largest reduction