Estudo de caso do impacto da microgeração na tensão e nas perdas de um sistema de distribuição

Abstract

Neste trabalho são apresentadas as definições fundamentais do conceito de Geração Distribuída e Microrredes. Estão descritas as principais fontes de energia utilizadas, apontando os princípios básicos de funcionamento, vantagens e desvantagens de cada uma, e um breve resumo das normas existentes no Brasil sobre a inserção de microfontes nas redes de distribuição. Um estudo de caso, também, é discutido, a partir da análise da inserção de microfontes nas cargas do sistema de distribuição exemplo IEEE 37 nós. Neste sistema de distribuição, que possui cargas fixas no tempo, foram aplicadas duas curvas de carga, uma típica de inverno e outra típica de verão, em cada uma das cargas ao longo de um ano. A partir desse sistema modificado com cargas variáveis no tempo, foram inseridas microfontes do tipo solar e eólica, que utilizam a leitura de dados meteorológicos de um ano típico, em cada uma das cargas. A soma da potência ativa gerada por essas microfontes foi planejada para ser igual a 10%, 20% e 30%, nos seus valores máximos, a da carga consumidora máxima observada neste sistema de distribuição. Por último, são apresentados os resultados referentes às diferenças nos níveis de tensão, demanda, e perdas de potência nas linhas, por meio do cálculo do fluxo de potência desse sistema, com auxílio da ferramenta computacional GridLAB-D, a fim de avaliar a influência da inserção de microgeração (MG) distribuída na rede e a influência das condições meteorológicas no fornecimento de potência por parte das microfontes. Os resultados indicaram que houve uma melhoria nos níveis de tensão, mas a principal vantagem com a inserção de MG é a diminuição das perdas nas linhas da rede de distribuição.

In this paper the fundamental definitions of Distributed Generation and Microgrids are presented. Are described the main sources of energy used, showing the basic operating principles, the advantages and the disadvantages of each one. A brief summary of the existing rules in Brazil about connecting Distributed Energy Resources (DER) in the distribution network are also discussed. A case study is also presented, based on the analysis of connecting DER in the IEEE 37 node test feeder. In this distribution system, which loads are constant in time, two load curves were applied, one for winter and one for summer time, in each load of the system. In this modified variable load Distribution System, were inserted DER, of solar and wind types, using a typical meteorological year data, on each of the loads .The sum of the active power generated by these DER’s was planned to be equal to 10% , 20% and 30% of the maximum consumer load of this Distribution System. Finally are presented the results about the differences in the voltage levels, demand, and power losses by calculating the system powerflow using GridLAB-D software, in order to evaluate the influence of connecting distributed generation in the system and the influence of meteorological conditions in the power supplied by the DER’s. The results indicated an improvement in voltage levels, but the main advantage about inserting DG are the power losses reduction in the distribution feeder.