Desenvolvimento e avaliação de metodologias para máxima alocação de geração eólica em SEP e controle de frequência no fluxo de potência CC - Ávila, Othon Ferreira (2018)
Este trabalho está dividido em dois estudos aplicados a Sistemas Elétricos de Potência (SEP) em regime permanente. O primeiro é uma análise dos impactos de alocação de geração eólica em SEP e o segundo é um estudo da aplicação da regulação primária de frequência no problema de fluxo de potência linearizado. No primeiro estudo, são propostas três formulações que avaliam a escolha do barramento para instalação e o dimensionamento da capacidade instalada de geradores eólicos em SEP. São consideradas equações que descrevem o comportamento intermitente da geração eólica e a variação da carga nas três metodologias. A primeira metodologia proposta é baseada em uma otimização totalmente linear (PL–CC) usando um modelo de fluxo de potência linearizado, a segunda é um modelo de otimização não-linear com fluxo de potência não-linear (PNL–CA) e a terceira é uma otimização inteira não-linear que considera o fluxo de potência não-linear (IPNL–CA). As três metodologias desenvolvidas são capazes de estimar o máximo nível de penetração de energia eólica de forma segura para a rede. Entende-se nível de penetração de energia eólica como a máxima capacidade (MW) instalada do(s) gerador(es) eólico(s), visto que não é considerado o armazenamento dessa energia pelas três metodologias, que respeitem o equilíbrio carga/geração e os limites de segurança do sistema. A metodologia PL–CC e PNL–CA almejam atingir esse máximo nível através do dimensionamento (MW) de geradores eólicos pré-instalados no sistema. Já a formulação IPNL–CA realiza uma análise de dimensionamento em conjunto com alocação, escolha do barramento ótimo a ser instalada a geração eólica, para alcançar o máximo nível de penetração seguro. Os resultados obtidos mostram as vantagens e desvantagens da utilização de cada formulação proposta na análise de geração eólica em sistemas elétricos de potência. O segundo estudo é baseado nas características de estado estacionário da regulação primária de frequência de geradores combinadas com uma nova formulação do modelo de fluxo de potência CC. A abordagem proposta consiste em incluir as equações que representam a resposta de estado estacionário da regulação primária de frequência na modelagem de fluxo de potência CC. Assim, os desequilíbrios entre carga e geração são distribuídos entre os geradores em função do estatismo e da potência de referência de cada máquina. A metodologia proposta é validada em três sistemas: dois de pequeno porte e um sistema de médio porte. O primeiro é um sistema tutorial de 6 barras, o segundo é o sistema de 11 barras com duas áreas distintas, e o terceiro é o sistema de energia New-England de 39 barras. Os resultados apresentados validam e indicam a eficácia da formulação proposta.