Análise comparativa do impacto, no nível de tensão da rede elétrica, da inserção de conversores de potência

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Araújo, Maeva Rênnua Silva Soares
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 da Paraíba
Brasil
Engenharia Elétrica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
UFPB
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: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/24230
Resumo: The generation of electricity using energy sources such as wind, solar, and biomass has become a reality due to the scarcity of fossil fuels and their increasing cost, environmental problems such as global warming and increased pollution air, as well as economic and political factors. Market growth and government incentives in several countries accelerate and encourage the development of the renewable energy sector. However, studies still need to be carried out to clearly identify the impacts that the insertion of these sources represents for the electric grid. Problems related to QEE, caused by disturbances in the electrical system are becoming more common as the GD is being inserted in the electric grid. The reduction of these disturbances can be done through the use of compensators in series, in parallel, or hybrids compensators. The series compensator is usually used in the compensation of voltage sags (voltage sags) and minimization of transient and harmonic voltages, while the parallel compensator guarantees the compensation of current harmonics, in the presence of non-linear loads. Thus, using the PSIM® software, a study of the type of connection that must be made between the GD and the electric grid is presented, according to with equivalent impedance in the PAC, of the location of GD, and with levels of voltage variation that each connection is capable of mitigating, as well as aspects of the grid’s protection system. The model used presents 16 (sixteen) PACs, in which the PACs 3 (three), 7 (seven) and 13 (thirteen) are studied, located in a distribution grid of BT. Two (2) methods are developed to study the behavior of the voltage variation in the PAC as a function of the current amplitude (Im and the angle (θc) of the GD. The simulation was performed in a scenario of voltage variations of short duration, with the classification of momentary voltage variation and duration less than or equal to three seconds, within the range of 0.1 to 0.9 pu of the reference voltage (1pu). In this way, according to the PACs analyzed, the voltage levels that the appropriate type of connection can safely actuate are defined, ensuring the QEE and the reliable and safe operation of the system.
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Problems related to QEE, caused by disturbances in the electrical system are becoming more common as the GD is being inserted in the electric grid. The reduction of these disturbances can be done through the use of compensators in series, in parallel, or hybrids compensators. The series compensator is usually used in the compensation of voltage sags (voltage sags) and minimization of transient and harmonic voltages, while the parallel compensator guarantees the compensation of current harmonics, in the presence of non-linear loads. Thus, using the PSIM® software, a study of the type of connection that must be made between the GD and the electric grid is presented, according to with equivalent impedance in the PAC, of the location of GD, and with levels of voltage variation that each connection is capable of mitigating, as well as aspects of the grid’s protection system. The model used presents 16 (sixteen) PACs, in which the PACs 3 (three), 7 (seven) and 13 (thirteen) are studied, located in a distribution grid of BT. Two (2) methods are developed to study the behavior of the voltage variation in the PAC as a function of the current amplitude (Im and the angle (θc) of the GD. The simulation was performed in a scenario of voltage variations of short duration, with the classification of momentary voltage variation and duration less than or equal to three seconds, within the range of 0.1 to 0.9 pu of the reference voltage (1pu). In this way, according to the PACs analyzed, the voltage levels that the appropriate type of connection can safely actuate are defined, ensuring the QEE and the reliable and safe operation of the system.A geração de eletricidade a partir de fontes não convencionais, como por exemplo, a eólica, solar e biomassa tornou-se realidade devido a escassez de combustíveis fósseis e o seu custo crescente, problemas ambientais, como o aquecimento global e o aumento da poluição do ar, além de fatores econômicos e políticos. O crescimento do mercado e os incentivos do governo em diversos países aceleram e incentivam o crescimento do setor de energia renovável. No entanto, estudos ainda precisam ser realizados para identificar claramente os impactos que a inserção dessas fontes representam para a rede elétrica. Problemas de qualidade de energia elétrica (QEE), ocasionados por distúrbios no sistema elétrico estão se tornando cada vez mais comuns conforme a geração distribuída (GD) vem sendo inserida na rede elétrica. A redução desses distúrbios pode ser realizada através da utilização de compensadores em série, em paralelo ou de modo híbrido, com a rede elétrica. O compensador série é usualmente utilizado para compensação de afundamentos de tensão (voltage sags) e minimização de tensões transistórias e harmônicas, enquanto o compensador conectado em paralelo com a rede elétrica, realiza a compensação de harmônicas de corrente, na presença de cargas não-lineares. Sendo assim, no presente trabalho, é apresentado um estudo do tipo de conexão que deve ser realizada entre a GD e a rede elétrica, de acordo com a impedância equivalente no ponto de acoplamento comum (PAC), da localização da GD, dos níveis de variação de tensão que cada conexão é capaz de mitigar, assim como de aspectos do sistema de proteção da rede em estudo. O ambiente computacional utilizado foi o do PSIM® da versão 9.1.1. O modelo utilizado apresenta 16 (dezesseis) pontos de acoplamento comum (PACs), nos quais são estudados os PACs 3 (três), 7 (sete) e 13 (treze), no qual está situado em uma rede de distribuição de baixa tensão (BT). São desenvolvidos 2 (dois) métodos com o objetivo de estudar o comportamento da variação de tensão no PAC em função da amplitude de corrente (Im e do ângulo (θc) da GD. A simulação foi realizada em um cenário de variações de tensão de curta duração, com classificação de variação momentânea de tensão e duração inferior ou igual a três segundos, dentro da faixa de 0,1 à 0,9 p.u da tensão de referência (1pu). Desse forma, de acordo com os PACs analisados são definidos os níveis de tensão que o adequado tipo de conexão pode atuar com segurança, no intuito de garantir a QEE e a operação confiável e segura do sistema.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia ElétricaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFPBSalvadori, Fabianohttp://lattes.cnpq.br/0735993399553280Gehrke, Camila Seibelhttp://lattes.cnpq.br/5697056374420574Araújo, Maeva Rênnua Silva Soares2022-08-11T17:50:03Z2021-08-242022-08-11T17:50:03Z2021-04-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/24230porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2022-10-25T13:16:13Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/24230Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| bdtd@biblioteca.ufpb.bropendoar:2022-10-25T13:16:13Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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