Análise da capacidade de hospedagem de geração distribuída em redes de distribuição através de um modelo de otimização

Abstract

Este artigo apresenta uma metodologia cujo objetivo é determinar a máxima capacidade de hospedagem de geração distribuída em sistemas trifásicos de distribuição. Um problema de otimização é formulado almejando-se maximizar a inserção de geração distribuída (GD) considerando restrições relativas às magnitudes de tensões nos barramentos do sistema, fator de desequilíbrio entre fases, e reversão de fluxo na subestação. Um índice é proposto para avaliar a quantidade de inserção de GD em relação à carga nominal do sistema sob análise. Testes são conduzidos usando o sistema IEEE 33 barras com o objetivo de validar, analisar diversos estudos de casos e mostrar a versatilidade e utilidade do método proposto.

Máxima capacidade de hospedagem de geração distribuída considerando um modelo de otimização usando o método de injeção de correntes

“…Além disso, a variabilidade da geração solar e eólica pode trazer consigo variações de frequência do sistema e incertezas a respeito da disponibilidade de energia devido à intermitência das mesmas, principalmente em microrredes ilhadas (La Gatta et al, 2019). Considerando tais fatores, faz-se necessário o desenvolvimento de ferramentas que permitam avaliar a máxima penetração de geração distribuída em sistemas de potência sem resultar em prejuízos para o mesmo (Escarati et al, 2020a;Behravesh et al, 2018).…”

Máxima capacidade de hospedagem de geração distribuída em sistemas multifásicos: uma abordagem considerando um modelo de otimização usando o método de injeção de correntes trifásico

“…Considerando a necessidade de se averiguar o impacto da inserção das fontes distribuídas no sistema, faz-se necessário desenvolver ferramentas de estudo que visam avaliar a máxima de capacidade de hospedagem (MCH) de GD, as quais permitem analisar o máximo montante de energia que pode ser alocado em um determinado sistema elétrico sem que sejam violadas as restrições operacionais e físicas do sistema e de seus equipamentos (ESCARATI; MELO, I. D. et al, 2020;BEHRAVESH;KEYPOUR;FOROUD, 2018;RÖNNBERG, 2017;BRAGA et al, 2018). Diferentemente de problemas de alocação de unidades de GD, os estudos de MCH almejam determinar o máximo montante a ser acomodado de GD em uma rede de distribuição sem violar critérios operacionais.…”

“…A rede em questão atende uma demanda de 20,745MW (fator de potência indutivo de 0,866) operando sob tensão 12,66kV. Os dados utilizados na simulação são apresentados por Escarati (2020). Análogo ao caso anterior, a modelagem do fluxo de potência ótimo é utilizada nas simulações dessa seção, mas agora, o sistema em estudo encontra-se desequilibrado e são consideradas, nas simulações, as restrições de desequilíbrio de tensão (ϕ max k = 2%) e de tensão de neutro (V n,max k = 0, 1pu).…”

“…Nota-se que os valores da MCH são, em geral, maiores para casos em que a acomodação de GD é distribuída pelo sistema. Para as simulações do caso 10, sem restrição de fluxo reverso (MCH-A), a GD é predominantemente alocada nas barras 2, 3 e 4, localizadas no início do ramal; considerando a restrição de fluxo reverso (MCH-B), a GD é predominantemente alocada nas barras 23, 24 e 28, que estão mais distantes da Uma avaliação dos resultados desta seção 4.2 foi realizada, comparando-se com o resultados da MCH apresentados por Escarati (2020). O objetivo é validar a metodologia aplicada para o sistema trifásico em estudo.…”

“…Ressalta-se que os resultados apresentados consideram a restrição da reversão de fluxo na subestação e não possuem o controle de tensão na barra V θ, conforme executado pela literatura comparada. Os resultados desta metodologia foram ligeiramente maiores que os apresentados por Escarati (2020), destacando a eficácia do método. As diferenças se devem ao fato de, neste trabalho, a energia injetada ser modelada como potência.…”