Ajuste de capacitores automáticos via fluxo de potência ótimo parametrizado

Abstract

Resumo: A aplicação de bancos de capacitores nos sistemas de distribuição é realizada de maneira a compensar a energia reativa da rede, contribuindo com a redução das perdas elétricas, com a melhoria do perfil da tensão, e propiciando, menores custos operacionais do sistema. Além dessas melhorias, buscam-se também a redução dos custos operacionais, a redução dos investimentos para instalação de novos equipamentos, redução dos custos de manutenção e a extensão de sua vida útil. Dessa maneira, o problema do planejamento e operação de bancos de capacitores engloba a determinação da alocação ideal do equipamento na rede de distribuição, definindo seu tipo e tamanho até o problema de definição do tipo de controle e o ajuste do equipamento. Considerando que as cargas estão sujeitas a variações não simultâneas ao longo do dia, a operação do equipamento, com ajustes fixados do dispositivo de controle, pode não ser suficiente para prover a compensação reativa necessária. Portanto, o objetivo principal desse trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia de controle e ajuste do chaveamento de bancos de capacitores automáticos aplicados a alimentadores de distribuição de energia elétrica baseado na utilização do Fluxo de Potência Ótimo Parametrizado para minimização do número de chaveamentos dos bancos de capacitores, redução das perdas elétricas e manutenção do perfil de tensão nos alimentadores da rede de distribuição. Foi estudado um sistema de 70 barras, curvas de carga discretizadas em patamares de 10 min nas quais foram aplicadas duas metodologias: de curtíssimo prazo (decisão ON LINE) e de curto prazo (planejamento da operação) obtendo desempenho satisfatório em ambas as aplicações.

Abstract: The application of banks of capacitors at the distribution systems is made to compensate the reactive energy of the network, contributing with the reduction of the electric losses, with the improvement of the voltage profile and propitiating minors operational costs of the system. Beyond these improvements, it is also searches the reduction of the operational costs, the reduction of the investments for the new quipment installation, reduction of the maintenance costs and the extension of its useful life. In this way, the problem of planning and operation of banks of capacitors includes since the determination the ideal allocation of the equipment at the distribution network, definition of its type and size until the definition of the control and the adjustment of the equipment. Considering that the loads suffer not simultaneous variations along the operation time, the operation of the equipment with fixed adjustments of the control device, may not be enough to provide the necessary reactive compensation. Therefore, the main objective of this work is the development a methodology to adjustment the keying of banks of automatic capacitors, using a Parametric Optimal Power Flow that minimizes the number of keyings of the banks of capacitors, reduction of the electric losses and maintenance of the voltage profile along the feeders of the distribution network. It was studied a system of 70 buses, the load curves discriminated in intervals of 10 minutes in which are pplied 2 methodologies: ON LINE and of short term (planning of the operation) getting satisfactory performance in both applications.