Diagnóstico e risco de falha da proteção anti-ilhamento de geradores distribuídos considerando requisitos de suportabilidade contra variações anormais de frequência e tensão

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Pinto, Saulo de Andrade
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: distributed generation; distribution system; geração distribuída; ilhamento não intencional; requisitos de suportabilidade; ride-through requirements; sistema de distribuição; unintentional islanding
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-29112023-094836/

Nos últimos anos, é evidente o aumento dos investimentos em geração distribuída (GD) no contexto elétrico nacional. Embora o emprego desses geradores traga benefícios ao sistema elétrico, como a possibilidade de redução de perdas em sistemas de distribuição e transmissão, além de ajudar no fornecimento de energia elétrica para áreas remotas, operadores de sistemas elétricos ao redor do mundo reconhecem a necessidade de manter esses geradores conectados à rede, mesmo em cenários com variação brusca de tensão e/ou frequência, a fim de preservar a estabilidade do sistema elétrico. Assim, é necessário que a GD cumpra certos requisitos de suportabilidade contra variações de tensão e frequência (ride-through requirements). Por outro lado, as concessionárias têm a preocupação de que, em caso de ilhamento não intencional, o gerador distribuído deve ser rapidamente desconectado da rede. Nesse contexto, esta dissertação busca avaliar o impacto desses requisitos de suportabilidade na detecção de ilhamento, ou seja, se a adoção desses requisitos prejudica a detecção de perda de rede em um sistema de distribuição de 13,8 kV por meio de simulações de transitórios no Alternative Transients Program (ATP). Para ilhas com somente inversores, verificou-se que somente o uso de técnicas passivas não é possível detectar 100% das simulações de ilhamento considerando um tempo máximo de detecção de 2,0 s. Ao empregar técnicas ativas, é possível detectar 100% das simulações a depender de como o bloqueio das proteções de frequência por subtensão esteja configurada. Ao considerar a presença de um gerador síncrono com potência nominal de 1,562 MVA e constante de inércia de 0,7557 s, foi observado que a técnica ativa baseada em frequência tem capacidade para desviar a frequência do sistema ilhado para os três níveis de penetração e inversor avaliado (1,0, 1,5 e 2,0 MVA), enquanto a técnica de tensão só consegue desviar a tensão do sistema ilhado quando o nível de penetração é de 1,5 MVA ou 2,0 MVA.