Inibidor bidirecional de eventos de runaway no comutador de tap de reguladores de tensão em redes de distribuição reconfiguráveis com geração distribuída

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: SOUZA, Vanderson Carvalho de
• Orientador(a): VIEIRA, João Paulo Abreu
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pará
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Instituto de Tecnologia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Reguladores de tensão (RTs); Geração distribuída (GD); Redes de distribuição reconfiguráveis; Condição de runaway; Fluxo de potência bidirecional; Step voltage regulators (SVRs); Distributed generation (DG); Reconfigurable distribution networks; Tap changer runaway; Bi-directional power flow
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16637

As mudanças climáticas têm se intensificado ao longo do anos, especialmente como resultado do modelo energético global que se baseia predominantemente no uso de combustíveis fósseis. Dessa forma, surge uma necessidade urgente de impulsionar uma economia de baixo carbono como resposta à crise climática. Neste contexto, as fontes renováveis de energia emergem como a principal alternativa aos combustíveis fósseis. Entretanto, a integração dessas fontes às redes de distribuição pode causar problemas de controle de tensão resultantes do fluxo de potência bidirecional em tais redes. Um importante problema de controle de tensão é o fenômeno da condição de runaway no comutador de tap de reguladores de tensão de linha (RTs). Atualmente, o problema é ainda mais desafiador em redes de distribuição reconfiguráveis com fontes de energia conectadas tanto do lado da fonte como ao lado da caga do RT. Este problema ocorre quando o controle do RT não consegue distinguir adequadamente a origem do fluxo de potência ativa que atravessa o regulador e tenta controlar a tensão do lado da rede com a maior capacidade de curto circuito (lado forte), ocasionando sub ou sobretensão do lado da rede com a menor capacidade de curto circuito (lado fraco). Soluções atuais para mitigar o problema de runaway são baseadas, principalmente, em três categorias: 1) suporte ao controle de tensão por geração distribuída (GD); 2) uso de medições/informações remotas; e 3) uso de medições/informações locais. No entanto, considerando os aspectos práticos, apenas as soluções da terceira categoria são viáveis. Mesmo assim, tais soluções são restritas à aplicação para inibir a condição de runaway ocasionada exclusivamente por fluxo inverso. Nesta tese de doutorado é proposto um algoritmo para inibição bidirecional local robusta on-line da condição de runaway baseado em apenas uma comutação de tap de teste com garantias de robustez e sem a necessidade de comutação de tap de teste coordenada em RTs em cascata. As principais contribuições da Tese são a aplicação inovadora do algoritmo na inibição bidirecional local robusta on-line da condição de runaway no comutador de tap e a apresentação de insights industriais. A acurácia e robustez do algoritmo proposto são verificadas por meio de simulações de fluxo de potência em séries temporais realizadas em duas redes de teste, com ruído e erros grosseiros nas medições, utilizando extensivas simulações de Monte Carlo. A operação descoordenada de comutação de tap de teste em RTs em cascata é examinada através de estudos de caso em uma longa rede de distribuição rural real. Finalmente, o efeito da variabilidade da fonte fotovoltaica (PV) no desempenho do algoritmo proposto é avaliado. Os resultados obtidos confirmaram a eficácia do algoritmo proposto na inibição bidirecional da condição de runaway