Análise da qualidade de energia em usinas fotovoltaicas de microgeração : impactos da distorção harmônica no fator de potência

Abstract

Esta monografia tem como objetivo analisar os impactos da geração fotovoltaica distribuída na qualidade da energia elétrica, com ênfase na distorção harmônica e no fator de potência. O estudo foi realizado por meio de simulações no software ATPDraw®, utilizando como referência o sistema de 13 barras do IEEE. Foi avaliado a geração fotovoltaica em baixa tensão, analisando-se a distorção harmônica total (THD) e o fator de potência em cada caso. Os resultados demonstraram que a conexão de fontes harmônicas pode comprometer significativamente a qualidade da energia, com THD atingindo 2,35% em alguns casos. Para mitigar esses efeitos, foram propostas soluções como a utilização de transformadores Δ−Yg e filtros passivos capacitivos, que reduziram a THD para 0,32% e melhoraram o fator de potência para valores próximos de 1. A análise evidenciou a importância de estratégias de filtragem e configurações adequadas de transformadores em sistemas com alta penetração de geração fotovoltaica distribuída, garantindo a conformidade com as normas técnicas e a eficiência operacional da rede.

This monograph aims to analyze the impacts of distributed photovoltaic generation on power quality, focusing on harmonic distortion and power factor. The study was conducted through simulations using ATPDraw® software, based on the IEEE 13-bus system. Two distinct scenarios were evaluated: photovoltaic generation in low voltage and medium voltage, analyzing the total harmonic distortion (DHT) and power factor in each case. The results showed that the connection of harmonic sources can significantly compromise power quality, with DHT reaching 2.35% in some cases. To mitigate these effects, solutions such as Δ−Yg transformers and capacitive passive filters were proposed, reducing DHT to 0.32% and improving the power factor to values close to 1. The analysis highlighted the importance of filtering strategies and proper transformer configurations in systems with high penetration of distributed photovoltaic generation, ensuring compliance with technical standards and operational efficiency of the grid.