Estudo de estabilidade de tensão em sistemas de distribuição com alta penetração de geração distribuída

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Lima, Caroline Marim de
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/10/15628
Resumo: The growing use of distributed generation (DG), especially photovoltaic, as a way to supply the world demand for electricity has brought challenges in the planning and maintenance of electrical distribution systems. The possibility of allocation at different points in the network and the variability of the generation capacity brings several impacts, including the levels of voltage stability. In this work, an analysis of the voltage stability will be done using the balanced IEEE A13N and A34N feeders with the insertion of distributed photovoltaic generation at different penetration levels. Some technical aspects were analyzed, such as the generation capacity and the location of the distributed generation using the voltage stability index called V/Vo. This method is simple to calculate, but it is able to identify the most unstable bus of the analyzed feeders while the penetration levels of the distributed generation were increased. With this, it was possible to draw up a ranking of the buses, from the most stable to the least unstable, as the feeders were modified with the insertion of the DG. It was also possible to identify, through the same index, if the location of the distributed generation was able to influence the voltage stability levels. To corroborate the use of the V/Vo index, PV curves were generated for the A13N feeder, in order to compare the results obtained with both analyses. It was found that, in general, there is an improvement in the voltage stability margin with the insertion of distributed generation in the system, however, in some cases the high penetration resulted in voltage instability and/or overvoltage in the electrical system. The location of the generator can considerably influence the voltage stability levels of the feeders. GD connection on originally more unstable buses brings greater benefits to the system, when compared to connection on more stable buses. Furthermore, when connected to some bars, GD can cause voltage instability to the entire feeder.
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Some technical aspects were analyzed, such as the generation capacity and the location of the distributed generation using the voltage stability index called V/Vo. This method is simple to calculate, but it is able to identify the most unstable bus of the analyzed feeders while the penetration levels of the distributed generation were increased. With this, it was possible to draw up a ranking of the buses, from the most stable to the least unstable, as the feeders were modified with the insertion of the DG. It was also possible to identify, through the same index, if the location of the distributed generation was able to influence the voltage stability levels. To corroborate the use of the V/Vo index, PV curves were generated for the A13N feeder, in order to compare the results obtained with both analyses. It was found that, in general, there is an improvement in the voltage stability margin with the insertion of distributed generation in the system, however, in some cases the high penetration resulted in voltage instability and/or overvoltage in the electrical system. The location of the generator can considerably influence the voltage stability levels of the feeders. GD connection on originally more unstable buses brings greater benefits to the system, when compared to connection on more stable buses. Furthermore, when connected to some bars, GD can cause voltage instability to the entire feeder.A crescente utilização da geração distribuída (GD), principalmente a fotovoltaica, como forma de suprir a demanda mundial por energia elétrica trouxe desafios no planejamento e na manutenção dos sistemas elétricos de distribuição. A possibilidade de alocação em diferentes pontos da rede, assim como a variabilidade da capacidade de geração trazem diversos impactos, inclusive nos níveis de estabilidade de tensão. Nesse trabalho, será feita uma análise da estabilidade de tensão utilizando os alimentadores padrão IEEE A13N e A34N equilibrados e com inserção de GD fotovoltaica em diversos níveis de penetração. Foram analisados alguns aspectos técnicos, como a capacidade de geração e a localização da geração distribuída utilizando o índice de estabilidade de tensão denominado V/Vo. Esse método é de simples cálculo, mas é capaz de identificar os barramentos mais instáveis dos alimentadores analisados enquanto os níveis de penetração da geração distribuída eram aumentados. Com isso, foi possível elaborar um ranking dos barramentos, do mais ao menos estável, à medida que os alimentadores eram modificados com a inserção da GD. Também foi possível identificar, por meio do mesmo indice, se a localização da GD era capaz de influenciar os níveis de estabilidade de tensão. Para corroborar a utilização do índice V/Vo foram geradas curvas PV para o alimentador A13N, a fim de comparar os resultados obtidos com ambas as análises. Constatou- se que, no geral, há uma melhora da margem de estabilidade de tensão com a inserção de GD no sistema, porém, em alguns casos a elevada penetração acarretou em instabilidade de tensão e/ou sobretensões no sistema elétrico. A localização do gerador pode influenciar consideravelmente nos níveis de estabilidade de tensão dos alimentadores. A conexão da GD nas barras originalmente mais instáveis acarreta em beneficios maiores para o sistema, quando comparado a conexão em barras mais estáveis. Além disso, quando conectada em algumas barras, a GD pode trazer instabilidade de tensão para todo o alimentador.Universidade Federal do Espírito SantoBRMestrado em Engenharia ElétricaCentro TecnológicoUFESPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaBatista, Oureste Eliashttps://orcid.org/0000000347194132http://lattes.cnpq.br/3717606765861586https://orcid.org/0000-0002-7063-6974http://lattes.cnpq.br/4256378509990463Araújo, Marcel Ayres dehttp://lattes.cnpq.br/0669410110930611Medina, Augusto César Ruedahttps://orcid.org/0000-0002-4291-3153http://lattes.cnpq.br/7397584412509839Lima, Caroline Marim de2024-05-30T00:52:48Z2024-05-30T00:52:48Z2021-10-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisTextapplication/pdfhttp://repositorio.ufes.br/handle/10/15628porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFES2025-05-08T08:58:03Zoai:repositorio.ufes.br:10/15628Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082025-05-08T08:58:03Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
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