Análise dos impactos na energia incidente em redes de distribuição com elevada integração de geração distribuída fotovoltaica

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Bravim, Matheus dos Reis
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Mestrado em Engenharia Elétrica
Centro Tecnológico
UFES
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufes.br/handle/10/16871
Resumo: The production of electricity from sources close to consumers is growing due, among other factors, to the growing global concern with the reduction of polluting gas emissions, the reduction in the cost of generation technologies, such as photovoltaics, and the economics benefits for the user. However, the addition of these sources can change the original power grid parameters such as power flow, voltage levels and short circuit levels. Power incident (EI) is one of the most important risks associated with arc flash and is related to short circuit current and fault clearing time. This study used OpenDSS and MATLAB® software to simulate 13-node and 34-node IEEE feeders in order to analyze the impact of high penetration distributed photovoltaic generation (GDFV) on original EI levels. Under the conditions of this study, the results observed that for any 13-node feeder the EI increased for the same arc elimination time by up to 5% compared to the scenario without GDFV integration, indicating an increased risk associated with burns from electric arcs. For the 34-node feeder, EI levels and arc limiting distance (AFB) were reduced by up to 32% compared to the scenario without GDFV integration, indicating that the GDFV integration can contribute to the reduction of risks associated with the electric arc. In those cases, variations in EI did not require alteration (increase or reduction) of the category of personal protective equipment (PPE) flame retardant in relation to the original condition of the network (without integration of both GDFV). In addition, it was observed that the arc elimination time was a determining factor in the levels of EI, being responsible for large increases in EI and AFB as time increases. These results highlight the importance of simulation studies to map EI variation scenarios in feeders due to GDFV integration, in order to avoid scenarios with high maximum EI, which represent an increase in network risks, and to look for minimum EI scenarios to reap the benefits of risk mitigation.
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This study used OpenDSS and MATLAB® software to simulate 13-node and 34-node IEEE feeders in order to analyze the impact of high penetration distributed photovoltaic generation (GDFV) on original EI levels. Under the conditions of this study, the results observed that for any 13-node feeder the EI increased for the same arc elimination time by up to 5% compared to the scenario without GDFV integration, indicating an increased risk associated with burns from electric arcs. For the 34-node feeder, EI levels and arc limiting distance (AFB) were reduced by up to 32% compared to the scenario without GDFV integration, indicating that the GDFV integration can contribute to the reduction of risks associated with the electric arc. In those cases, variations in EI did not require alteration (increase or reduction) of the category of personal protective equipment (PPE) flame retardant in relation to the original condition of the network (without integration of both GDFV). In addition, it was observed that the arc elimination time was a determining factor in the levels of EI, being responsible for large increases in EI and AFB as time increases. These results highlight the importance of simulation studies to map EI variation scenarios in feeders due to GDFV integration, in order to avoid scenarios with high maximum EI, which represent an increase in network risks, and to look for minimum EI scenarios to reap the benefits of risk mitigation.A produção de energia elétrica a partir de fontes próximas aos consumidores está crescendo devido, entre outros fatores, à crescente preocupação global com a redução da emissões gases de poluentes, à diminuição do custo das tecnologias de geração, como a fotovoltaica, e aos benefícios econômicos para o usuário. No entanto, a adição dessas fontes pode alterar os parâmetros originais da rede elétrica, como o fluxo de energia, os níveis de tensão e os níveis de curto-circuito. A energia incidente (EI) é um dos riscos mais importantes associados ao arco elétrico e está relacionada à corrente de curto-circuito e ao tempo de eliminação de falta. Este estudo utilizou os softwares OpenDSS e MATLAB® para simular os alimentadores IEEE de 13 e 34 nós, a fim de analisar o impacto da alta penetração de geração distribuída fotovoltaica (GDFV) nos níveis de EI originais. Nas condições deste estudo, os resultados mostraram que no alimentador de 13 nós a EI aumentou para um mesmo tempo de eliminação de arco em até 5% em relação ao cenário sem integração de GDFV, indicando um aumento do risco associado a queimaduras por arcos elétricos. Já para o alimentador de 34 nós, os níveis de EI e distância limite de arco (AFB) foram reduzidos em até 32% em relação ao cenário sem integração de GDFV, indicando que a integração de GDFV pode contribuir para a redução dos riscos associados ao arco elétrico. Em ambos os casos, as variações na EI não exigiram alteração (aumento ou redução) da categoria do equipamento de proteção individual (EPI) antichama em relação a condição original da rede (sem integração de GDFV). Além disso, observou-se que o tempo de eliminação de arco foi um fator determinante nos níveis de EI, sendo responsável por grandes aumentos da EI e AFB à medida que o tempo aumenta. Esses resultados destacam a importância de estudos de simulação para mapear cenários de variação da EI em alimentadores devido à integração de GDFV, a fim de evitar cenários com máxima elevação da EI, que representam um aumento nos riscos da rede, e buscar cenários de mínima EI para tirar proveito dos benefício da redução dos riscos.Universidade Federal do Espírito SantoBRMestrado em Engenharia ElétricaCentro TecnológicoUFESPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaBatista, Oureste Eliashttps://orcid.org/0000000347194132http://lattes.cnpq.br/3717606765861586Azeredo, Giovani FreireMedina, Augusto Cesar RuedaBravim, Matheus dos Reis2024-05-30T01:41:42Z2024-05-30T01:41:42Z2023-02-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisTextapplication/pdfhttp://repositorio.ufes.br/handle/10/16871porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFES2024-12-09T22:14:13Zoai:repositorio.ufes.br:10/16871Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082024-12-09T22:14:13Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
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