Um sistema de proteção de sobrecorrente direcional adaptativa baseada em lógica fuzzy para sistemas de distribuição de energia elétrica com geração distribuída fotovoltaica. - LIMA, Rodrigo César Dantas de. (2025)
Nos últimos anos é crescente o aumento da geração de energia elétrica próxima aos consumidores, denominada geração distribuída. No Brasil, a tecnologia fotovoltaica representa mais de 99% das unidades consumidoras com geração distribuída instaladas. Apesar das reconhecidas vantagens, sabe-se que a inserção de novas fontes geradoras em um sistema de distribuição de energia elétrica, que foi projetado para operar de maneira unidirecional, pode proporcionar modificações no fluxo de potência e, con sequentemente, provocar vários problemas, em particular ao sistema de proteção dos sistemas de distribuição de energia elétrica tradicionais. Esta Tese enquadra-se nesse contexto e propõe uma proteção de sobrecorrente direcional adaptativa para sistemas de distribuição de energia elétrica com geração distribuída do tipo fotovoltaica. A solução é baseada no conceito de lógica fuzzy, sendo capaz de ajustar o valor da corrente de pickup utilizada nas curvas digitais de operação em tempo inverso aplicadas tanto aos relés direcionais de sobrecorrente quanto aos religadores digitais de forma online. Usando uma arquitetura centralizada (modelada no ambiente Simulink/MATLAB®), a qual é caracterizada por conter um computador localizado na subestação que controla todo o sistema de proteção, o sistema proposto monitora e processa os canais analógicos e digitais do relés e religadores, obtendo como resultado a variação dos estados dos disjuntores e a potência ativa do sistema de distribuição, os quais são utilizados como indicativos de mudança de cenário de operação. Em caso de identificação de alteração de cenário, o sistema proposto recalcula a corrente de pickup, tendo como variáveis de entrada da lógica fuzzy a corrente de carga e a corrente de curto-circuito. Para validar a solução proposta, os sistemas-testes de 34 barras e 69 barras do IEEE foram simulados no software Simulink (MATLAB®), permitindo variar a potência nominal da geração distribuída, o carregamento do sistema de distribuição e o tipo de curto-circuito. Três cenários foram avaliados: i) localização da instalação dos geradores fotovoltaicos; ii) mudança de topologia e iii) variação no carregamento do alimentador. Os resultados obtidos confirmam os benefícios da solução proposta e corroboram que a realização de mudanças na proteção de sobrecorrente com inserção de geração distribuída pode ser fundamental para garantir a sensibilidade dos dispositivos e uma correta atuação visando garantir a coordenação da proteção direcional de sobrecorrente e garantindo a continuidade do serviço do sistema de distribuição.