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Title in Portuguese: Análise do impacto da geração distribuída fotovoltaica com diferentes níveis de penetração em alimentadores de distribuição em média tensão utilizando OpenDSS
Author: Tavares, Matheus Jonathan dos Santos
Advisor(s): Sampaio, Raimundo Furtado
Keywords: Modelagem
OpenDSS
Sistema de Distribuição de Energia
Geração Distribuida Fotovoltaica
Issue Date: 2018
Citation: TAVARES, Matheus Jonathan dos Santos. Análise do impacto da geração distribuída fotovoltaica com diferentes níveis de penetração em alimentadores de distribuição em média tensão utilizando OpenDSS. 2018. 102 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: Esta dissertação realiza um estudo dos impactos e interação da geração distribuída fotovoltaica (PV) no sistema de distribuição de energia em média tensão, através da modelagem, usando o programa OpenDSS, do alimentador real 01I2 da subestação Água Fria, localizado em Fortaleza-CE e de posse da Enel Distribuição Ceará (EDC). A geração distribuída é um tipo de empreendimento crescente no sistema elétrico, sendo necessários estudos que permitam a melhor integração destas com o sistema de distribuição. A partir do conhecimento da sintaxe do programa, criou-se um script construtor de códigos dentro do Excel que, por meio de uma extração da base de dados e regras de concatenação de texto, permite o desenho da rede de média tensão dentro do OpenDSS, definindo o ponto de partida dos estudos de caso. O estudo é dividido em cinco cenários de simulação distintos com diferentes níveis de carga instalada e potência injetada a partir de gerações fotovoltaicas. O cenário 0, que define o estado normal da rede, sem injenção de potência; O cenário 1 possui potência instalada de geração PV de 20% da potência instalada de carga; O cenário 2, com potência instalada de geração de 50% da potência instalada de carga; O cenário 3, com potência instalada de geração igual a 100% da potência instalada de carga; O cenário 4, com potência instalada de geração igual a do cenário 3 e 50% da carga original conectada. As seguintes características qualitativas da energia foram avaliadas: o nível de tensão ao longo do circuito, o carregamento diário na saída da subestação, o fluxo de potência, fator de potência (FP) e as perdas técnicas do sistema. Também foram analisados os novos níveis de correntes de curto-circuito trifásico, bifásico e monofásico em cada barra do sistema para cada cenário simulado. Constatou-se que a injeção moderada de potência de geração distribuída, como nos cenários 1 e 2, pode proporcionar uma condição de menor stress no sistema, melhorando a qualidade da energia em todos os aspectos, enquanto aumenta levemente os níveis de curto-circuito. Porém, a injeção em níveis mais elevados ou durante períodos de carga leve, como nos cenários 3 e 4, causarão a degradação dos indicadores qualitativos da energia, com níveis de curto-circuito mais altos. Essa degradação ocorre devido a geração exceder os níveis de carga, o que pode causar fluxo de potência reverso, tensões elevadas e perda técnicas extras, afetando não somente os consumidores como também muitos equipamentos conectados à rede.
Abstract: This thesis does a study of the impacts and interactions between photovoltaic distributed generation and the medium voltage energy distribution system, through modeling using the software OpenDSS of the Agua Fria’s substation real feeder 01I2, located in Fortaleza-CE and owned by Enel Distribution Ceará. The distributed generation is an on-growth business, meaning that studies are needed in order achieve the best integration with the system. Through knowledge of OpenDSS’s syntax, a code builder script was made in Excel, using text concatening structures on a data base extraction, which models the medium voltage system and sets the case studies starting point. The study is divided in 5 distinct simulation scenarios with different levels of connected load and power injection through photovoltaic generations. Scenario 0, which is the normal grid state, whith no power injection;Scenario 1, which has 20% of the load`s total power as PV generations; Scenario 2, with 50% of the load`s total power as PV generations; Scenario 3, with 100% of the load`s total power as PV generations; Scenario 4, which has the same PV generation total power as Scenario 3, but only half of the original load. The following energy quality characteristics were analyzed: voltage levels throughout the circuit, power flow, power factor (PF) and the system’s technical losses. Also, were analyzed the new three, two and one phased short circuit levels for every bus, in order to compare the generator’s contribution for all scenarios. The power injection on moderate levels, as seen in scenarios 1 and 2, can bring lower stress condition to the system, improving energy quality on all aspects while raising slightly the short-circuit levels. However, higher levels of power injection during normal or light load conditions like scenarios 3 and 4 will cause a degradation on energy quality indicator’s, with higher short-circuit levels. That degradation occurs due to the generation exceeding load levels, which can cause reverse power flows, higher voltages and extra losses, affecting not only costumers but also many equipment connected to the grid.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/45081
metadata.dc.type: TCC
Appears in Collections:ENGENHARIA ELÉTRICA - Monografias

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