A proposta deste artigo é a alocação de banco de capacitores e filtros passivos em rede de distribuição de energia elétrica de 34 barras para compensar a potência reativa da rede elétrica e filtrar as componentes harmônicas. Para a simulação foi utilizado o software OpenDSS integrado ao Matlab. O objetivo é minimizar a soma dos custos das perdas elétricas, dos capacitores e dos indutores, atendendo as restrições operacionais da rede de energia elétrica. São alocados três geradores fotovoltaicos na rede elétrica. Os geradores possuem inversores de frequência que injetam harmônicas na rede elétrica. Os filtros passivos são alocados na rede para filtrar as harmônicas nocivas, garantir uma operação segura da rede elétrica e reduzir as perdas elétricas. Outra restrição que as harmônicas podem infringir na rede é o limite de distorção harmônica total recomendada na IEEE STD 519-2014. A meta-heurística utilizada para buscar a melhor solução para o problema é o algoritmo genético Chu-Beasley. Os estudos desta pesquisa ajudarão as concessionárias de energia elétrica na redução das perdas elétricas, elevação da tensão nas barras e evitar ressonância harmônica na rede.
As cargas elétricas em redes de distribuição são geralmente desequilibradas, pois estas redes alimentam cargas monofásicas de potências diferentes. As cargas trifásicas desequilibradas consomem potência ativa, reativa e de desequilíbrio segundo IEEE Std 1459-2010. O método da potência efetiva é recomendado pela norma para o cálculo da potência em cargas desequilibradas. O método convencional não é empregado no cálculo da potência em cargas desequilibradas, pois não fornece a potência de desequilíbrio. Este artigo faz uma comparação entre o método convencional e os métodos efetivos de cálculo da potência em cargas trifásicas desequilibradas. E compara a compensação da potência reativa calculada pelo método convencional com a compensação da potência não ativa calculada pelos métodos efetivos em circuitos trifásicos desequilibrados. O objetivo é deixar claro que em sistemas desequilibrados é necessário calcular e compensar não apenas a potência reativa, mas também a potência de desequilíbrio para uma compensação ideal.
In this paper, the optimal placement and sizing of capacitors for the compensation of the reactive power and the unbalance power in medium voltage distribution networks with unbalanced loads is proposed. The proposed capacitor allocation reduces power losses in power networks caused by reactive power demand and unbalance. The powers are calculated by the IEEE STD 1459-2010, and presented real values of electrical magnitudes in unbalanced three-phase systems. The results of the capacitor placement obtained from the proposed method are compared with the placement of singlephase capacitors and the placement of balanced three-phase capacitors banks. The results allow to observe the efficient performance of the proposed method for reducing power losses in a 34-bus medium voltage power network with the presence of the neutral conductor. Four cases are simulated with results optimized by the Chu-Beasley genetic algorithm. The purpose of the optimization algorithm is to minimize line loss and capacitor costs.
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