Estudo do controle ativo para aumentar a capacidade de hospedagem de sistemas fotovoltaicos em redes de distribuição do futuro

Resumo

As redes de distribuição de energia elétrica provavelmente irão sofrer, na próxima década, mudanças significativas em sua infraestrutura devido à integração massiva de tecnologias de baixa emissão de carbono, fazendo com que o seu gerenciamento pelas concessionárias de energia seja mais desafiador. A instalação desses dispositivos, por exemplo, sistemas fotovoltaicos (SFs), deve ser incentivada pelos governos dos 195 países, incluindo o Brasil, que participam do Acordo de Paris. Para um certo nível de penetração de SFs, transgressões de tensão, considerando os limites estatutários estabelecidos pela Agência Nacional de Energia Elétrica, e sobrecarga de equipamentos ocorrerão. Além disso, a partir de um determinado nível de tensão, os SFs se desconectarão do sistema, levando à perda de geração de energia elétrica, prejudicando os clientes. Esses problemas podem ser mitigados empregando equipamentos controláveis típicos de sistemas elétricos, por exemplo, transformadores com comutação de tap sob carga e reguladores de tensão de linha, juntamente com outros equipamentos, como os inversores inteligentes dos SFs. No entanto, a coordenação adequada de todos esses dispositivos é difícil, exigindo técnicas de controle sofisticadas. O principal objetivo deste trabalho é a investigação dos benefícios e desafios da implementação de um controle ativo centralizado baseado em fluxo de potência ótimo (FPO), que aproveita todos os equipamentos controláveis típicos e novos instalados em futuras redes de distribuição para mitigar o impacto da massiva penetração de SFs e, assim, aumentar a capacidade de sua hospedagem na rede. A formulação do problema considera a natureza desequilibrada das redes de distribuição, uma vez que os SFs são instalados principalmente em redes de baixa tensão. As técnicas desenvolvidas neste trabalho serão testadas usando redes reais de distribuição juntamente de dados de uma concessionária brasileira. (AU)