Estudo do impacto da inserção da minigeração distribuída nos afundamentos de tensão em um sistema de distribuição

Abstract

O interesse na geração distribuída (GD) tem aumentado nos últimos anos, pois além de diversificar a matriz energética, permite a diminuição das perdas elétricas no transporte e o aumento da inserção da energia proveniente de fontes renováveis. A minigeração distribuída caracteriza-se pela instalação de geradores de pequeno porte, com potência de 75 kW até 3 MW para fontes hídricas e até 5 MW para as demais fontes renováveis. Destacam-se as fontes fotovoltaicas, eólicas e as minicentrais hidrelétricas. A proposta deste trabalho é a análise dos afundamentos de tensão em um sistema de distribuição com a inserção da minigeração distribuída. Foram simuladas faltas trifásicas à terra (FFFT), faltas fase-fase-terra (FFT), faltas fase-fase (FF) e faltas fase-terra (FT) em um sistema de distribuição do IEEE de 33 barras. O modelo de gerador síncrono foi utilizado para modelar a GD e as faltas foram simuladas em um software de simulação no domínio tempo chamado ATP. As simulações consistem em aplicar faltas em todas as barras do sistema e extrair os níveis de tensão durante o afundamento de tensão na barra onde a minigeração distribuída foi adicionada. Os resultados da simulação são apresentados através de curvas, comparando o impacto da inserção de um gerador de 500 kVA, 1,5 MVA e 2,5 MVA com a situação sem a inserção de GD. A partir dos resultados observa-se que a inserção da GD pode melhorar os níveis de tensão nas barras e reduzir a estimativa do número de afundamentos de acordo com a potência nominal de cada unidade, limitando-se aos locais onde o gerador foi inserido e suas proximidades.

The interest in distributed generation (DG) has increased, since it brings the possibility of diversification of energy sources, allows the reduction of electrical losses and increase the insertion of renewable energy. The distributed mini generation is characterized by the installation of small generators, with total power of up to 3 MW for hydropower and up to 5 MW for other renewable sources. Among these sources are photovoltaic, wind and small hydropower. The proposal of this work is the analysis of the voltage sags in a distribution system with the insertion of the mini distributed generation. Three-phase ground faults (FFFG), phase-phase to ground (FFG) faults, phase-to-phase faults (FF) and phase-to-ground faults (FG) were simulated in a 33-bus IEEE distribution system. The synchronous generator model was used to model the DG and the faults were simulated in a time domain simulation software called ATP. The simulations consist of applying faults to all the system bars and extracting the voltage during the voltage sag in the bus where the DG was added. The simulation results are presented through curves, comparing the insertion of a 500 kVA, 1.5 MVA and 2.5 MVA generator with the situation without the DG. From the results, it can be observed that the insertion of the DG can improve the voltage levels in the buses and reduce the number of voltage sags according to the nominal power of each generator, being limited to the places where the generator was inserted and its surroundings.