Metodologias para determinar a viabilidade técnica do ilhamento intencional de geradores distribuídos em sistemas de distribuição de energia elétrica

Abstract

Aos meus pais, Raimundo e Denalva, e ao meu irmão Rony. À Nattally e aos meus filhos Cecília e Gustavo. Aos meus sobrinhos Ana e João. À minha família. Agradecimentos Aos meus pais, irmão e família pelo amor incondicional, incentivos e ensinamentos. Ao Prof. José, cujas contribuições como orientador foram essenciais para o desenvolvimento deste trabalho, crescimento pessoal e profissional. Obrigado por ter me acompanhado ao longo da pós-graduação, pela amizade, incentivos e créditos dados ao longo desses anos. Ao Prof. Renato Monaro que, por meio de seus questionamentos e apoio auxiliaram no desenvolvimento deste trabalho. A todos os professores da USP, pelos conhecimentos compartilhados. Ao Laboratório de Sistemas de Energia Elétrica pelos equipamentos e ambiente organizacional disponibilizados no desenvolvimento do trabalho. Aos funcionários do departamento de Engenharia Elétrica e Computação da EESC/USP, pela colaboração e eficiência. Aos amigos Kurata, Guilherme e Olívia pelo apoio e companherismo durante o período que estive na cidade de São Paulo. Aos amigo(a)s do Departamento de Engenharia Elétrica e Computação da Escola de Engenharia de São Carlos pela amizade, auxílio e momentos compartilhados. Aos amigos das repúblicas, Fellipe, Valdemir, Diego, Elian e Marcelo, pela convivência e amizade. Aos cidadãos brasileiros que pagam seus impostos e contribuíram por minha formação profissional ao longo dos anos. "O pensar é para o homem, o que é voar para os pássaros. Não toma como exemplo a galinha quando podes ser uma cotovia." (Albert Einstein) Palavras-chave: Geração distribuída. Detecção de Ilhamento. Ilhamento Intencional. Gerador síncrono. Relés de Proteção..

Restabelecimento de energia em sistemas de distribuição considerando a existência de geração distribuída

“…Face ao exposto, devido a possibilidade de manter a continuidade do sistema elétrico por meio de microrredes isoladas, despertou-se o interesse da comunidade acadêmica em explorar esse assunto. Portanto, diversos trabalhos, tais como, Lima (2018), Faria et al (2019), Xavier (2019 e Farrokhabadi et al (2020), foram desenvolvidos visando a proteção e estabilidade de microrredes, considerando o modo de operação conectado a rede, modo ilhado e, também, a transição entre esses dois modos de operação.…”

“…Em Lima (2018) foi proposta uma metodologia que possibilita ajustar as proteções, tendo como objetivo assegurar a transição entre modo conectado e o modo ilhado, viabilizar o ilhamento intencional e avaliar a probabilidade de sucesso deste, considerando a geração síncrona. Neste trabalho o esquema de detecção de ilhamento foi programado para enviar o sinal de alteração do modo de controle PQ do Gd para controlar a frequência e a tensão na ilha (controle V-f).…”

“…A metodologia em Lima (2018) combina os conceitos dos métodos das curvas de desempenho e de restrição, juntamente com Intervalo de Coordenação de Ilhamento e Desbalanço Crítico de Potência Ativa, para definir a região viável e inviável do ilhamento intencional. Conclui-se que independente dos níveis de injeção e/ou consumo de potência ativa na rede, o ilhamento se tornou mais favorável para situações onde o desbalanço de potência ativa era pequeno (LIMA, 2018).…”

“…Ao analisar os trabalhos de Faria et al (2019) e Lima (2018), conclui-se a importância de se considerar o desbalanço de potência ativa, então, nesta pesquisa de mestrado será considerado um limite para a diferença entre a potência ativa do Gd e das cargas presentes na microrrede. Ou seja, para garantir que acontecerá um ilhamento viável, a metodologia proposta considera um determinado limite para essa diferença, conforme será apresentado nos próximos capítulos.…”

Uma contribuição para o suporte à estabilidade de frequência no contexto das microrredes por meio de um sistema de armazenamento de energia a batería.

“…Durante a transição entre os modos conectado para o desconectado, pode ocorrer um desbalanço de potência, o que certamente é um quesito que exige análise e tratamento adequados para que assim se possibilite a correta operação da MG. O nível de desbalanço de potência pode ocasionar oscilações rápidas de frequência e/ou tensão e, até mesmo, levar a cenários mais graves devido à perda da reserva de potência advinda da rede principal. Desta forma, cuidados quanto a potência ativa, reativa, frequência e tensão devem ser tomados a fim de se garantir a estabilidade da MG dada a operação em modo ilhado [9].…”