Intervenções topológicas na rede de distribuição para minimização do risco de não detecção de ilhamento

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Ribeiro, Nádia Carolina lattes
Orientador(a): Motter, Daniel lattes
Banca de defesa: Almeida, Adriano Batista de lattes, Oleskovicz, Mario lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Foz do Iguaçu
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://tede.unioeste.br/handle/tede/7436
Resumo: The increasing integration of distributed generation into the electrical system results, as a key benefit, in the diversification of the energy matrix through various sources, mainly renewable ones. However, the integration of distributed generators also presents challenges, among which is the detection of islanding. Islanding occurs when a portion of the distribution network operates while being electrically isolated from the utility grid due to the presence of distributed generators. This condition triggers a series of implications, especially regarding safety, making it necessary to disconnect the generators through the activation of protection schemes. Various protection techniques have been developed with the purpose of detecting islanding, with passive techniques being the most widely used. However, these techniques have a non-detection zone that prevents action under conditions of low active and reactive power imbalances. Given this context, the objective of this master’s dissertation is to evaluate how topological interventions in power distribution networks can influence the risk of failure in islanding detection through variations in active and reactive power imbalance. The study employs an anti-islanding protection system composed of voltage and frequency protection functions and uses OpenDSS and ATP software jointly to obtain the results. Subsequently, the impacts of the power and connection location of capacitor banks, the connection location of automatic reclosers, and network reconfiguration maneuvers on islanding detection are evaluated. Several simulations were carried out for the analysis of each scenario, and the results indicate that all three options are viable approaches to addressing this issue without compromising the primary function of these devices and tools.
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Islanding occurs when a portion of the distribution network operates while being electrically isolated from the utility grid due to the presence of distributed generators. This condition triggers a series of implications, especially regarding safety, making it necessary to disconnect the generators through the activation of protection schemes. Various protection techniques have been developed with the purpose of detecting islanding, with passive techniques being the most widely used. However, these techniques have a non-detection zone that prevents action under conditions of low active and reactive power imbalances. Given this context, the objective of this master’s dissertation is to evaluate how topological interventions in power distribution networks can influence the risk of failure in islanding detection through variations in active and reactive power imbalance. The study employs an anti-islanding protection system composed of voltage and frequency protection functions and uses OpenDSS and ATP software jointly to obtain the results. Subsequently, the impacts of the power and connection location of capacitor banks, the connection location of automatic reclosers, and network reconfiguration maneuvers on islanding detection are evaluated. Several simulations were carried out for the analysis of each scenario, and the results indicate that all three options are viable approaches to addressing this issue without compromising the primary function of these devices and tools.A crescente conexão de geração distribuída ao sistema elétrico resulta, como principal benefício, na diversificação da matriz energética através de variadas fontes, principalmente renováveis. Todavia, a inserção de geradores distribuídos também apresenta desafios, dentre eles a detecção do ilhamento. O ilhamento ocorre quando uma parcela da rede de distribuição opera mesmo estando eletricamente isolada da rede da concessionária, devido a presença de geradores distribuídos. Esta condição desencadeia uma série de implicações, especialmente de segurança, sendo necessária a desconexão dos geradores através da atuação de esquemas de proteção. Variadas técnicas de proteção foram desenvolvidas com a finalidade de detectar o ilhamento, sendo que as técnicas passivas são as que possuem maior utilização, contudo apresentam uma zona de não detecção que impede a atuação em condições de baixos desbalanços de potência ativa e reativa. Diante deste contexto, o objetivo desta dissertação de mestrado é avaliar como intervenções topológicas nas redes de distribuição de energia elétrica podem influenciar o risco de falha na detecção do ilhamento através de variações no desbalanço de potência ativa e reativa. O trabalho utiliza um sistema de proteção anti-ilhamento composto por funções de proteção de tensão e frequência e utiliza dos softwares OpenDSS e ATP de forma conjunta para obtenção dos resultados. Então, são avaliados os impactos que a potência e local de conexão de bancos de capacitores; local de conexão de religadores automáticos e manobras de reconfiguração de rede podem apresentar sobre a detecção do ilhamento. Diversas simulações foram realizadas para a análise de cada cenário e os resultados obtidos indicam que as três possibilidades são opções viáveis para enfrentamento deste problema sem que a função primária de utilização desses equipamentos e ferramenta seja prejudicada.Submitted by Katia Abreu (katia.abreu@unioeste.br) on 2024-11-18T12:35:31Z No. of bitstreams: 1 Nádia_Carolina_Ribeiro_2024.pdf: 1719808 bytes, checksum: 65067eff5e61edb74d3202fa8c7f8ec3 (MD5)Made available in DSpace on 2024-11-18T12:35:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nádia_Carolina_Ribeiro_2024.pdf: 1719808 bytes, checksum: 65067eff5e61edb74d3202fa8c7f8ec3 (MD5) Previous issue date: 2024-09-09Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESapplication/pdfpor8774263440366006536500Universidade Estadual do Oeste do ParanáFoz do IguaçuPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e ComputaçãoUNIOESTEBrasilCentro de Engenharias e Ciências Exatashttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessBancos de capacitoresGeração distribuídaIntervenções topológicasReconfiguração de redeReligadores automáticosRisco de não detecção de ilhamentoCapacitor banksDistributed generationTopological interventionNetwork reconfigurationAutomatic reclosersRisk of non-detection of islandingENGENHARIA ELETRICA::CIRCUITOS ELETRICOS, MAGNETICOS E ELETRONICOSIntervenções topológicas na rede de distribuição para minimização do risco de não detecção de ilhamentoDistribution network to minimize the risk of undetected islandinginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-1040084669565072649600600600600-7734402124082146922-82886901655268123552075167498588264571reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTEinstname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)instacron:UNIOESTEORIGINALNádia_Carolina_Ribeiro_2024.pdfNádia_Carolina_Ribeiro_2024.pdfapplication/pdf1719808http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/7436/2/N%C3%A1dia_Carolina_Ribeiro_2024.pdf65067eff5e61edb74d3202fa8c7f8ec3MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82165http://tede.unioeste.br:8080/tede/bitstream/tede/7436/1/license.txtbd3efa91386c1718a7f26a329fdcb468MD51tede/74362024-11-18 09:35:31.797oai:tede.unioeste.br:tede/7436Tk9UQTogQ09MT1FVRSBBUVVJIEEgU1VBIFBSw5NQUklBIExJQ0VOw4dBCkVzdGEgbGljZW7Dp2EgZGUgZXhlbXBsbyDDqSBmb3JuZWNpZGEgYXBlbmFzIHBhcmEgZmlucyBpbmZvcm1hdGl2b3MuCgpMSUNFTsOHQSBERSBESVNUUklCVUnDh8ODTyBOw4NPLUVYQ0xVU0lWQQoKQ29tIGEgYXByZXNlbnRhw6fDo28gZGVzdGEgbGljZW7Dp2EsIHZvY8OqIChvIGF1dG9yIChlcykgb3UgbyB0aXR1bGFyIGRvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvcikgY29uY2VkZSDDoCBVbml2ZXJzaWRhZGUgClhYWCAoU2lnbGEgZGEgVW5pdmVyc2lkYWRlKSBvIGRpcmVpdG8gbsOjby1leGNsdXNpdm8gZGUgcmVwcm9kdXppciwgIHRyYWR1emlyIChjb25mb3JtZSBkZWZpbmlkbyBhYmFpeG8pLCBlL291IApkaXN0cmlidWlyIGEgc3VhIHRlc2Ugb3UgZGlzc2VydGHDp8OjbyAoaW5jbHVpbmRvIG8gcmVzdW1vKSBwb3IgdG9kbyBvIG11bmRvIG5vIGZvcm1hdG8gaW1wcmVzc28gZSBlbGV0csO0bmljbyBlIAplbSBxdWFscXVlciBtZWlvLCBpbmNsdWluZG8gb3MgZm9ybWF0b3Mgw6F1ZGlvIG91IHbDrWRlby4KClZvY8OqIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBhIFNpZ2xhIGRlIFVuaXZlcnNpZGFkZSBwb2RlLCBzZW0gYWx0ZXJhciBvIGNvbnRlw7pkbywgdHJhbnNwb3IgYSBzdWEgdGVzZSBvdSBkaXNzZXJ0YcOnw6NvIApwYXJhIHF1YWxxdWVyIG1laW8gb3UgZm9ybWF0byBwYXJhIGZpbnMgZGUgcHJlc2VydmHDp8Ojby4KClZvY8OqIHRhbWLDqW0gY29uY29yZGEgcXVlIGEgU2lnbGEgZGUgVW5pdmVyc2lkYWRlIHBvZGUgbWFudGVyIG1haXMgZGUgdW1hIGPDs3BpYSBhIHN1YSB0ZXNlIG91IApkaXNzZXJ0YcOnw6NvIHBhcmEgZmlucyBkZSBzZWd1cmFuw6dhLCBiYWNrLXVwIGUgcHJlc2VydmHDp8Ojby4KClZvY8OqIGRlY2xhcmEgcXVlIGEgc3VhIHRlc2Ugb3UgZGlzc2VydGHDp8OjbyDDqSBvcmlnaW5hbCBlIHF1ZSB2b2PDqiB0ZW0gbyBwb2RlciBkZSBjb25jZWRlciBvcyBkaXJlaXRvcyBjb250aWRvcyAKbmVzdGEgbGljZW7Dp2EuIFZvY8OqIHRhbWLDqW0gZGVjbGFyYSBxdWUgbyBkZXDDs3NpdG8gZGEgc3VhIHRlc2Ugb3UgZGlzc2VydGHDp8OjbyBuw6NvLCBxdWUgc2VqYSBkZSBzZXUgCmNvbmhlY2ltZW50bywgaW5mcmluZ2UgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMgZGUgbmluZ3XDqW0uCgpDYXNvIGEgc3VhIHRlc2Ugb3UgZGlzc2VydGHDp8OjbyBjb250ZW5oYSBtYXRlcmlhbCBxdWUgdm9jw6ogbsOjbyBwb3NzdWkgYSB0aXR1bGFyaWRhZGUgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCB2b2PDqiAKZGVjbGFyYSBxdWUgb2J0ZXZlIGEgcGVybWlzc8OjbyBpcnJlc3RyaXRhIGRvIGRldGVudG9yIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBwYXJhIGNvbmNlZGVyIMOgIFNpZ2xhIGRlIFVuaXZlcnNpZGFkZSAKb3MgZGlyZWl0b3MgYXByZXNlbnRhZG9zIG5lc3RhIGxpY2Vuw6dhLCBlIHF1ZSBlc3NlIG1hdGVyaWFsIGRlIHByb3ByaWVkYWRlIGRlIHRlcmNlaXJvcyBlc3TDoSBjbGFyYW1lbnRlIAppZGVudGlmaWNhZG8gZSByZWNvbmhlY2lkbyBubyB0ZXh0byBvdSBubyBjb250ZcO6ZG8gZGEgdGVzZSBvdSBkaXNzZXJ0YcOnw6NvIG9yYSBkZXBvc2l0YWRhLgoKQ0FTTyBBIFRFU0UgT1UgRElTU0VSVEHDh8ODTyBPUkEgREVQT1NJVEFEQSBURU5IQSBTSURPIFJFU1VMVEFETyBERSBVTSBQQVRST0PDjU5JTyBPVSAKQVBPSU8gREUgVU1BIEFHw4pOQ0lBIERFIEZPTUVOVE8gT1UgT1VUUk8gT1JHQU5JU01PIFFVRSBOw4NPIFNFSkEgQSBTSUdMQSBERSAKVU5JVkVSU0lEQURFLCBWT0PDiiBERUNMQVJBIFFVRSBSRVNQRUlUT1UgVE9ET1MgRSBRVUFJU1FVRVIgRElSRUlUT1MgREUgUkVWSVPDg08gQ09NTyAKVEFNQsOJTSBBUyBERU1BSVMgT0JSSUdBw4fDlUVTIEVYSUdJREFTIFBPUiBDT05UUkFUTyBPVSBBQ09SRE8uCgpBIFNpZ2xhIGRlIFVuaXZlcnNpZGFkZSBzZSBjb21wcm9tZXRlIGEgaWRlbnRpZmljYXIgY2xhcmFtZW50ZSBvIHNldSBub21lIChzKSBvdSBvKHMpIG5vbWUocykgZG8ocykgCmRldGVudG9yKGVzKSBkb3MgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMgZGEgdGVzZSBvdSBkaXNzZXJ0YcOnw6NvLCBlIG7Do28gZmFyw6EgcXVhbHF1ZXIgYWx0ZXJhw6fDo28sIGFsw6ltIGRhcXVlbGFzIApjb25jZWRpZGFzIHBvciBlc3RhIGxpY2Vuw6dhLgo=Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede.unioeste.br/PUBhttp://tede.unioeste.br/oai/requestbiblioteca.repositorio@unioeste.bropendoar:2024-11-18T12:35:31Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE - Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)false
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