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Título: Análise dos impactos da alta inserção de geração distribuída fotovoltaica na proteção de sobrecorrente temporizada
Autor(es): Mendes, Mariana Altoé
Orientador: Batista, Oureste Elias
Coorientador: Simonetti, Domingos Sávio Lyrio
Data do documento: 15-Ago-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Historicamente o modelo de geração de energia elétrica no mundo é baseado em grandes centrais geradoras conectadas à rede. Há alguns anos surgiu o conceito de gerar energia próximo dos consumidores, denominado geração distribuída (GD). Logo observou-se que utilizar fontes renováveis como GD poderia trazer vantagens ambientais. A geração distribuída fotovoltaica (GDFV) prontamente agradou os consumidores no mundo inteiro devido a sua tecnologia silenciosa, abundância da fonte e a facilidade de instalação dos painéis. A tecnologia fotovoltaica representa mais de 99% das unidades consumidoras com GD instaladas no Brasil. Apesar das vantagens, sabe-se que a inserção de novas fontes geradoras em uma rede que foi projetada para operar de maneira unidirecional, pode proporcionar modificações no fluxo de potência. Assim, sabendo que a tendência é que cada vez haja mais GDFV nos sistemas elétricos, torna-se fundamental estudar os impactos quantitativos e qualitativos que podem ser ocasionados na rede, sobretudo nos dispositivos de proteção (DP) já instalados e parametrizados. Muito frequentes nas redes de distribuição, os DP de sobrecorrente temporizados (função 51) são utilizados para proteger eletricamente os alimentadores contra faltas e sobrecarga, isolando a área defeituosa. Para o correto ajuste dessa função, é preciso saber a corrente de carga no ponto onde o DP está localizado. Como a alta penetração de GD pode modificar os valores da corrente de operação, a proteção que estava corretamente ajustada para um cenário sem GD na rede pode não estar em conformidade para as novas configurações do sistema, com as GDFV. Uma proteção ajustada de maneira incorreta pode não atuar para curto-circuitos ou sobrecarga. Este trabalho avalia, portanto, diferentes cenários em regime permanente de um alimentador, através de simulações, com elevada penetração de GDFV. A variabilidade da corrente nos pontos onde há DP foi analisada focando apenas nos valores da corrente de operação, parâmetro necessário para o correto ajuste da função 51, chegando, em casos extremos, a apresentar uma redução de mais de 80% do seu valor de carga. Os resultados indicam que mudanças na proteção de sobrecorrente temporizada perante uma inserção massiva de GD podem ser fundamentais para garantir a sensibilidade dos dispositivos e uma correta atuação para sobrecarga.
Historically the world’s electric energy generation model is based on large power plants connected to the grid. A few years ago new ideas for the power generation model have emerged as the concept of generating energy near to consumers, called distributed generation (DG). It was noted that using renewable sources such as DG could bring advantages beyond environmental ones. Photovoltaic distributed generation (PVDG) readily pleased consumers worldwide due to its quiet technology, the abundance of the source and ease of installation. The photovoltaic technology represents more than 99% of the consumer units with DG installed in Brazil. Despite the advantages, it is known that the insertion of new generating sources into a grid that is designed to operate unilaterally, can modify the power flow.Thus, knowing that the number of DG in the power system is a rising fact, it is fundamental to study the quantitative and qualitative impacts that these can cause in the grid, especially in the already installed and parametrized protection devices (PD). Very common in distribution, the time-delay overcurrent PDs (function 51) are used to electrically protect the feeders against faults and overload, isolating the faulty branch. For correct adjustment of this function, it is necessary to know the rated current at the point where the PD is located. Since high DG penetration can modify operational current values, the protection that was correctly set for a non-DG scenario may not conform to the new system parameters, with the PVDG. Improperly adjusted overcurrent protection may not work for a short-circuit or overloads.This work evaluates, therefore, different scenarios of a feeder under steady-state operation, through simulations, with high penetration of PVDG. The variability of the current at the points where exists PVDG was analyzed focusing only on the values of the operating current, reaching, in extreme cases, a reduction of more than 80% of its load value. The results indicate that changes in time-delay overcurrent protection towards a massive insertion of GD can be fundamental to guarantee the sensitivity of the devices and a correct performance for overload.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10708
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