Metodologias não invasivas para atribuição de responsabilidades na geração de harmônicos e desequilíbrio em redes elétricas trifásicas

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Arcadepani, Matheus Branco [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Teoria de potência conservativa; Desequilíbrio; Distorções harmônicas; Conservative power theory; Unbalance; Harmonic distortion
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/315114

Esta tese de doutorado propõe metodologias não invasivas de atribuição de responsabilidades na geração de distorções harmônicas e desequilíbrios no Ponto de Acoplamento Comum (PAC). Inicialmente, são apresentadas quatro metodologias baseadas na Conservative Power Theory (CPT), três voltadas para distorção harmônica e uma para desequilíbrio. Para o desequilíbrio, é proposto um método baseado no fator de desbalanço da CPT. No caso da distorção harmônica, dois métodos são fundamentados na corrente residual (distorção) e na corrente dispersa total (que integra as componentes ativa e reativa dispersas) da CPT e outro emprega a caracterização (modelagem) de cargas por meio da decomposição do fator de potência. Tais abordagens mostram-se eficazes para identificar as contribuições individuais dos consumidores (cargas) quando os distúrbios no PAC são impostos pelas próprias cargas, mas não permitem atribuir responsabilidades de forma satisfatória quando os distúrbios têm origem no supridor (fonte). Com o intuito de superar essa limitação, esta tese apresenta uma nova metodologia com base na análise do fluxo de potência harmônica, considerando a diferença angular entre tensões e correntes harmônicas. Essa abordagem permite distinguir de forma clara as contribuições do supridor e dos consumidores, possibilitando não apenas identificar os responsáveis pela geração das distorções, mas também quantificar seu impacto na distorção harmônica de tensão do PAC. No entanto, as metodologias propostas caracterizam-se como multiponto, ou seja, requerem medições sincronizadas de tensão e corrente para cada ordem harmônica em todas as cargas conectadas ao PAC. A eficácia das metodologias propostas é validada por meio de comparações com técnicas consolidadas na literatura, utilizando quatro cenários (sistemas elétricos) práticos. O primeiro corresponde a uma microrrede de referência desenvolvida pelo CIGRE. O segundo retrata o sistema padrão proposto pelo IEEE para análise de atribuição de harmônicas. O terceiro representa um sistema industrial composto por três consumidores (com caraterísticas não lineares) conectados a um mesmo PAC. Por fim, o quarto é um sistema de baixa tensão comporto por cargas lineares e não lineares. Os resultados obtidos confirmam a relevância das contribuições e demonstram que a metodologia baseada no fluxo de potência harmônica amplia significativamente as possibilidades de análise e atribuição de responsabilidades em sistemas elétricos reais. Além disso, no caso do desequilíbrio, verificou-se que a metodologia baseada no fator de desbalanço da CPT também se mostrou eficaz quando comparada às abordagens existentes na literatura.