Metodologia que integra variabilidade, complementaridade entre fontes de energia e dados históricos na análise de fluxo de potência.

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: DIAS, Paulo Vitor da Silva.
• Orientador(a): NEVES, Washington Luiz Araújo.
• Banca de defesa: FERNANDES JÚNIOR, Damásio., DANTAS, Karcius Marcelus Colaço DANTAS, FERNANDES , Alecio Barreto.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
• Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
• Departamento: Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Análise da rede elétrica; Análise energética; Curtailment; Fator de capacidade – energia eólica; Fator de capacidade – energia fotovoltaica; Geração de energia renovável; Planejamento elétrico; Sistema elétrico – segurança pperativa; Power grid analysis; Energy analysis; Capacity factor – wind power; Capacity factor – photovoltaic power; Renewable energy generation; Electrical planning; Electrical system – operational safety
• Área do conhecimento CNPq: Engenharia Elétrica.
• Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/41598

O crescimento acelerado da geração renovável no Brasil, especialmente a eólica e a solar, tem trazido desafios operacionais significativos para o SIN. A variabilidade dessas fontes podem levar a condições operativas inseguras, resultando em restrições de geração, como curtailment e constrained-off, além de impactos econômicos e técnicos para o setor elétrico. Diante desse cenário, este trabalho propõe uma metodologia que combina a análise da região de segurança do sistema elétrico com dados históricos de fatores de capacidade da geração eólica e solar, permitindo uma avaliação mais precisa das condições de operação da rede. A metodologia é composta por cinco etapas principais. Primeiro, são coletados e processados os dados históricos de geração eólica e solar, extraídos do portal de Dados Abertos do ONS, permitindo a obtenção dos fatores de capacidade horários. Em seguida, é realizada a simulação da região de segurança do sistema elétrico, representando os limites operacionais da rede. Posteriormente, os dados históricos são mapeados nessa região, possibilitando a identificação de períodos críticos em que a geração renovável ultrapassa os limites do sistema. A quarta etapa envolve o desenvolvimento de um algoritmo de diagnóstico da rede, que classifica cada combinação de geração como segura ou insegura, além de calcular métricas como tempo de exposição e restrição de potência necessária para manter a operação segura. Por fim, a metodologia propõe duas estratégias de mitigação de restrições: o Modo Corte Mínimo de Potência, que minimiza o corte de geração necessário para manter a segurança do sistema, e o Modo Corte Direcionado de Potência (Corte Estratégico de Geração), que ajusta a geração respeitando a tendência natural de variação ao longo do dia, reduzindo as possíveis intervenções em sala de controle. Para demonstrar a robustez e a eficácia da metodologia, foi realizado um estudo de caso nas regiões do Rio Grande do Norte e Ceará. Essas regiões são caracterizadas por uma alta penetração de usinas eólicas e solares, tornando-as ideais para testar a abordagem proposta. Os resultados obtidos demonstram que a metodologia desenvolvida é capaz de fornecer uma análise detalhada da interação entre a geração renovável e a segurança operativa da rede elétrica. A proposta permite não apenas a identificação de cenários críticos, mas também a quantificação das restrições de geração e seus custos associados. Dessa forma, a abordagem apresentada pode contribuir significativamente para o aprimoramento das estratégias de operação do sistema elétrico brasileiro, viabilizando um maior aproveitamento das fontes renováveis e reduzindo os impactos das restrições operativas.