Impactos da presença de microrrede com grupo gerador síncrono via biogás no fluxo de potência da rede de distribuição alimentadora

Abstract

Resumo : o objetivo principal deste trabalho foi avaliar os impactos da presença de uma microrrede sustentada unicamente por um grupo gerador síncrono movido a biogás junto a parâmetros-chave do fluxo de potência da rede de distribuição a qual a microrrede é conectada. Para tal, foram propostos e realizados diferentes cenários para avaliação de fluxo de potência com o auxílio de uma ferramenta computacional (PowerWorld® - licença educacional). A metodologia consistiu em, primeiramente, implementar uma rede de distribuição teste padrão (rede IEEE 13 barras) junto ao ambiente computacional. Algumas alterações e simplificações foram necessárias nesta primeira etapa, contudo, o sistema teste original foi implementado com suficiente coerência junto ao software, sendo possível utilizá-lo para estudos de fluxo de potência. Tal sistema foi utilizado como cenário base para as análises referentes as próximas etapas do trabalho. Na sequência, foram propostos e implementados quatro cenários em que uma microrrede contendo um gerador síncrono é conectada em diferentes pontos da rede de distribuição teste. O dimensionamento do gerador síncrono da microrrede seguiu critérios utilizados para o dimensionamento de grupos geradores movidos a biogás em exemplos de casos já relatados na literatura. Foram investigados conjuntamente, cenários de carregamento leve, médio e pesado. As análises dos impactos junto a rede de distribuição se concentraram somente em cenários em que a microrrede opera em paralelismo com a rede. Dos resultados das simulações, as variáveis avaliadas foram: potência ativa e reativa injetada na barra principal da rede de distribuição, bem como módulo e ângulo de tensões em barras específicas da rede. O cenário onde a microrrede foi inserida junto a barra mais carregada da rede (cenário D) foi o que resultou no maior impacto em relação ao cenário base (sem a presença da microrrede) para todas as variáveis observadas. Em relação a avaliação frente a diferentes níveis de carregamento, novamente o mesmo cenário D foi o de maior impacto, tendo em vista os valores absolutos de potência ativa aliviada serem maiores. Em geral, os impactos da presença da microrrede foram positivos para a rede de distribuição, sendo reduzido o montante de potência ativa demando a partir da barra principal da rede, e incrementados os níveis de tensão em barras mais afastadas.