Análise de mitigações para aumento da capacidade de hospedagem com inserção de recursos energéticos distribuídos.
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-09042026-134649/ |
Resumo: | Os Recursos Energético Distribuído (RED)s, com destaque para a tecnologia de Geração Distribuída (GD) solar fotovoltaica, têm impulsionado mudanças significativas nas redes de distribuição de energia elétrica e a cada ano têm aumentado o nível de penetração. Este cenário demanda novas abordagens de operação e planejamento dos sistemas, originalmente projetados para fluxos unidirecionais de potência, uma filosofia obsoleta para muitos alimentadores que hoje possuem fluxo bidirecional. Nesse contexto, a avaliação da Hosting Capacity (HC) emerge como ferramenta fundamental para identificar os limites operacionais das redes e viabilizar a integração segura e eficiente de novas unidades de GD, considerando as características da infraestrutura presente na rede de distribuição de energia elétrica. Esta pesquisa apresenta uma análise técnica aplicada da viabilidade de conexão de sistemas de GD solar fotovoltaica em alimentadores de média e baixa tensão, a partir de duas abordagens de alocação: centralizada e distribuída. São investigadas as duas principais métricas, de sobretensão e de sobrecarga, associadas à elevada penetração fotovoltaica, que podem ocasionar violações no nível de tensão, sobrecargas nos condutores e equipamentos da rede. Além disso, são analisadas estratégias de mitigação dos impactos, com destaque para o uso de sistemas de armazenamento de energia e a aplicação de funcionalidades avançadas dos inversores, como os controles de fator de potência, volt-var e volt-watt. Os resultados obtidos demonstram que a combinação de GD com técnicas de mitigação representam uma alternativa viável para os desafios técnicos impostos às redes de distribuição. Observou-se que os sistemas de armazenamento de energia se destacaram pela capacidade de reduzir perdas e melhorar a eficiência energética, enquanto os controles inteligentes dos inversores proporcionaram maior flexibilidade operacional e conformidade dos perfis de tensão. |
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Análise de mitigações para aumento da capacidade de hospedagem com inserção de recursos energéticos distribuídos.Analysis of mitigation strategies to increase hosting capacity with the integration of distributed energy resources.Capacidade de hospedagemDistributed generationHosting capacityMitigationPower systems, OpenDSSRecursos energéticosSistemas de potênciaSoluções de mitigaçãoOs Recursos Energético Distribuído (RED)s, com destaque para a tecnologia de Geração Distribuída (GD) solar fotovoltaica, têm impulsionado mudanças significativas nas redes de distribuição de energia elétrica e a cada ano têm aumentado o nível de penetração. Este cenário demanda novas abordagens de operação e planejamento dos sistemas, originalmente projetados para fluxos unidirecionais de potência, uma filosofia obsoleta para muitos alimentadores que hoje possuem fluxo bidirecional. Nesse contexto, a avaliação da Hosting Capacity (HC) emerge como ferramenta fundamental para identificar os limites operacionais das redes e viabilizar a integração segura e eficiente de novas unidades de GD, considerando as características da infraestrutura presente na rede de distribuição de energia elétrica. Esta pesquisa apresenta uma análise técnica aplicada da viabilidade de conexão de sistemas de GD solar fotovoltaica em alimentadores de média e baixa tensão, a partir de duas abordagens de alocação: centralizada e distribuída. São investigadas as duas principais métricas, de sobretensão e de sobrecarga, associadas à elevada penetração fotovoltaica, que podem ocasionar violações no nível de tensão, sobrecargas nos condutores e equipamentos da rede. Além disso, são analisadas estratégias de mitigação dos impactos, com destaque para o uso de sistemas de armazenamento de energia e a aplicação de funcionalidades avançadas dos inversores, como os controles de fator de potência, volt-var e volt-watt. Os resultados obtidos demonstram que a combinação de GD com técnicas de mitigação representam uma alternativa viável para os desafios técnicos impostos às redes de distribuição. Observou-se que os sistemas de armazenamento de energia se destacaram pela capacidade de reduzir perdas e melhorar a eficiência energética, enquanto os controles inteligentes dos inversores proporcionaram maior flexibilidade operacional e conformidade dos perfis de tensão.Distributed Energy Resources, especially photovoltaic distributed generation systems, have driven significant changes in electric power distribution networks, with increasing penetration levels year after year. This scenario requires new approaches to the operation and planning of power systems, which were originally designed for unidirectional power flows a philosophy that has become obsolete for many feeders currently operating with bidirectional flows. In this context, the evaluation of Hosting Capacity emerges as a fundamental tool to identify the operational limits of distribution networks and enable the safe and efficient integration of new DG units, considering the characteristics of the existing infrastructure. This study presents an applied technical analysis of the feasibility of connecting photovoltaic distributed generation systems in medium and low-voltage feeders, considering two allocation approaches: centralized and distributed. The two main limiting metrics associated with high photovoltaic penetration overvoltage and overload are investigated, as they may lead to voltage violations and overloading of conductors and network equipment. Furthermore, mitigation strategies are analyzed, with emphasis on the use of energy storage systems and the application of advanced inverter functionalities, such as power factor control, volt-var control, and volt-watt control. The results demonstrate that the combination of distributed generation systems with mitigation techniques represents a viable alternative to address the technical challenges imposed on distribution networks. Energy storage systems stood out for their ability to reduce power losses and improve energy efficiency, while smart inverter controls provided greater operational flexibility and enhanced voltage profile compliance.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAlmeida, Carlos Frederico MeschiniSilva, Guilherme Broslavschi Pereira da2025-07-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-09042026-134649/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-04-09T17:13:02Zoai:teses.usp.br:tde-09042026-134649Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-04-09T17:13:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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