Avaliação técnica de solução para compensação de sobretensões causadas por geração distribuída em sistemas de distribuição

Abstract

Resumo: O sistema de distribuição tem passado por uma série de mudanças, em geral impulsionadas pela entrada de sistemas de geração distribuída. Esses sistemas de geração dividem-se em dois grupos, a micro e minigeração, correspondendo as faixas de potência de até 75 kW e entre 75 kW e 5 MW, respectivamente. Em termos de tecnologia, a geração distribuída corresponde majoritariamente a utilização de sistemas solares fotovoltaicos, os quais tem ganhado cada vez mais espaço devido a facilidade de instalação e redução dos custos. Entretanto, como os sistemas de geração distribuída correspondem em grande parte a injeção apenas de potência ativa na rede, uma vez que atualmente a injeção de reativos não é remunerada, esse aumento da circulação de potência pode causar problemas na operação das redes de distribuição, onde esses sistemas estão conectados. Um dos problemas gerados pode ser a violação dos limites de tensão, ocasionando sobretensões na rede. Dessa forma o objetivo do presente trabalho consiste na avaliação de soluções para as sobretensões causadas por sistemas de geração distribuída na rede de distribuição, sendo considerada a entrada de equipamentos como reatores ou ainda a variação do fator de potência dos inversores dos sistemas fotovoltaicos. Para tanto foram realizadas simulações no software OpenDSS para a rede IEEE 13 barras, considerando-se a entrada de sistemas de geração. A partir das análises foi possível verificar a eficácia das duas aplicações, tanto da entrada de um reator na rede quanto da variação do fator de potência. Convém destacar que embora a entrada do reator corresponda a um custo adicional para a distribuidora, nesse caso está sendo realizado um reforço de rede, capaz inclusive de permitir maior capacidade de acomodação para entrada de outros sistemas de geração distribuída sem prejuízos a qualidade da energia.

Abstract: The distribution system has undergone a series of changes, generally driven by the entry of distributed generation systems. These Generation systems are divided into two groups, micro and minigeneration, corresponding to power ranges up to 75 kW and between 75 kW and 5 MW, respectively. In terms of technology, distributed generation corresponds mostly to the use of photovoltaic solar systems, which have gained more and more space due to ease of installation and cost reduction. However, as distributed generation systems largely correspond to the injection of only active power into the grid, since the injection of reactive is currently not remunerated, this increase in power circulation can cause problems in the operation of distribution networks, where these systems are connected. One of the problems generated can be the violation of voltage limits, causing overvoltage in the network. Thus, the objective of the present work is to evaluate solutions for overvoltage caused by distributed generation systems in the distribution network, considering the input of equipment such as reactors or the variation of the power factor of the inverters of the photovoltaic systems. For that, simulations were performed in OpenDSS software for the IEEE 13 bus network, considering the input of generation systems. From the analysis, it was possible to verify the effectiveness of the two applications, both the input of a reactor in the network and the variation of the power factor. It should be noted that although the entry of the reactor corresponds to an additional cost for the distributor, in this case a network reinforcement is being carried out, capable of even allowing greater accommodation capacity for the entry of other distributed generation systems without harming the quality of energy.