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Title: Análise de impactos na rede de distribuição de energia elétrica decorrentes da inserção de sistemas de geração fotovoltaicos
Authors: Nunes, Evandro Ailson de Freitas
Keywords: Qualidade da energia elétrica;Geração distribuída;Sistemas fotovoltaicos;Penetração fotovoltaica;Transformada discreta de Fourier
Issue Date: 30-Jun-2017
Citation: NUNES, Evandro Ailson de Freitas. Análise de impactos na rede de distribuição de energia elétrica decorrentes da inserção de sistemas de geração fotovoltaicos. 2017. 106f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Portuguese Abstract: Atualmente, os incentivos à geração de energia elétrica a partir da fontes consideradas limpas vêm aumentando consideravelmente devido à escassez dos combustíveis fósseis, até então utilizados em abundância. Em paralelo, unidades de geração distribuída que utilizam fontes renováveis também ganha força com a diminuição dos impostos aplicados sobre os componentes constituintes dos sistemas de geração que utilizam este tipo de fonte de energia. No entanto, a qualidade da energia elétrica tem sido severamente afetada pelo aumento do número desses sistemas ligados às redes de distribuição de baixa tensão. Com base nisso, nesta dissertação são avaliados os impactos na rede de distribuição de energia elétrica decorrentes da conexão de instalações fotovoltaicas, em vários níveis de penetração. Nesse intuito, é realizado um estudo de caso que consiste em operar uma planta fotovoltaica de 9 kWp conectada ao ponto de acoplamento comum de uma subestação com potência nominal de 15 kVA. O sistema fotovoltaico utilizado, se divide em: i) sistema trifásico fixo de 8 kWp e ii) sistema monofásico fixo de 1 kWp. A avaliação é feita com base nos indicadores da qualidade da energia elétrica, que indicam as características de potência, harmônicos de tensão e corrente, desequilíbrios entre fases do sistema e regulação do fator de potência. A partir da análise desses indicadores, obtidos com auxílio da transformada discreta de Fourier, é realizada uma análise do impacto gerado pela planta fotovoltaica no ponto de conexão com a rede elétrica. Por meio de resultados experimentais, os indicadores são estimados durante a operação do sistema fotovoltaico e são analisados e comparados com o padrão internacional estabelecido pelo IEEE (do inglês, Institute of Electrical and Electronics Engineers).
Abstract: Currently, incentives for clean energy generation have been increasing considerably due to the limitation of fossil fuels, until then used in abundance. In parallel, distributed generations increase with the reduction of the taxes of the embedded components of the renewable energy sources. However, the power quality (PQ) has been severely affected by the increasing number of these types of energy sources connected to low voltage distribution networks. In this dissertation, the impact on the utility grid will be evaluated under varying levels of a photovoltaic system penetration. A 9 kWp photovoltaic plant, composed of three system topologies connected to a 15 kVA substation common coupling point, will be carried out: a 8 kWp three-phase fixed topology and a 1 kWp fixed single phase. These photovoltaic systems are power electronics based devices, such as inverters constructed from semiconductor switches, which, due to their construction and operation, affect the waveform of the electrical voltage and current, deteriorating the PQ. From the analysis of PQ indices, obtained by means of discrete Fourier transform, for power characteristics, voltage and current harmonics, imbalanced levels among system phases and power factor regulation, an analysis of the impact generated by the photovoltaic plant at its point of connection with the utility grid will be performed. The indices will be analyzed and compared to the standards established by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) in order to evaluate the impact caused by the connection of the photovoltaic system at the PCC.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24007
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