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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31629| Título: | Análise estática de operação ilhada de microrredes utilizando o software opendss |
| Título(s) alternativo(s): | Static analysis of microgrids island operation using OpenDSS software |
| Autor(es): | Silva, Gustavo Pianovski da |
| Orientador(es): | Maciel, Renan Silva |
| Palavras-chave: | Geração distribuida de energia elétrica Recursos energéticos Sistemas de energia elétrica Distributed generation of electric power Power resources Electric power systems |
| Data do documento: | 14-Jun-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Apucarana |
| Citação: | SILVA, Gustavo Pianovski. Análise estática de operação ilhada de microrredes utilizando o software opendss. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2022. |
| Resumo: | O estudo de microrredes ilhadas tornou-se objeto constante de pesquisa, devido às suas diversas vantagens para seus usuários e aos desafios técnicos que a operação ilhada apresenta. Alguns dos principais temas de investigação nessa área são: o estudo de método de fluxo potência para sistemas ilhados, os modos de controle de tensão e frequência para sua operação segura, metodologias de corte de carga para garantir segurança nos níveis de tensão e frequência, aproveitamento dos Recursos Energéticos Distribuídos em sistemas de distribuição, entre outros. Além disso, as microrredes tendem a ser estimuladas com o crescimento desses recursos energéticos e com a necessidade das concessionárias de distribuição de energia elétrica por melhorias na qualidade de energia e do serviço prestado aos clientes. Assim, este trabalho apresenta estudos estáticos de redes de distribuição, nos quais foram investigados os níveis de tensão nas barras e a frequência do sistema ilhado e estratégias de corte de carga para manter os níveis de tensão. Nesse tipo de sistema, é necessário que os geradores atuem de forma a controlar essas duas variáveis da microrrede ilhada. Uma dessas formas de atuação trata-se do modo de controle de droop. Para a análise estática da microrrede, foram realizadas simulações no software OpenDSS via interface COM em conjunto com o MATLAB, utilizando um algoritmo de fluxo de potência para microrredes ilhadas, que incorpora as características das curvas de droop. Além disso, implementaram-se ferramentas de ajustes de cargas para operação ilhada da microrrede, tanto para reduzi-las buscando o equilíbrio entre geração e demanda, quanto para melhorar o perfil de tensão, seja através de redistribuição dessas cargas entre as barras ou por meio de um corte. Nesse sentido, trabalhou-se com um sistema de distribuição real da região sudeste do Brasil, onde há uma quantidade considerável de geração distribuída na forma de Centrais Geradoras Hidrelétrica e Pequenas Centrais Hidrelétrica. Avaliou-se essas etapas do algoritmos em cenários de carga leve, média e pesada e de geração baixa, intermediária e alta. Os resultados obtidos para os cortes de cargas que provê o equilíbrio entre geração e demanda são satisfatório, em que nota-se atuação próximo da capacidade máxima dos geradores de droop. Além de tudo, o algoritmo evitou corte de cargas devido aos baixos níveis de tensão, por meio da estratégia de redistribuir as cargas entre as barras da microrrede. E ainda, constata-se que todas as tensão das barras se mantiveram dentro dos limites aceitáveis, mostrando a eficácia desse algoritmo. O método proposto foi validado em um rede real de distribuição, destacando que essa pode ser uma metodologia para avaliação de investimentos em microrredes pelas distribuidoras. |
| Abstract: | The study of islanded microgrids has become a constant subject of research, due to several advantages for its users and the technical challenges that the islanded operation poses. Some of the main subjects in this research field are: the study of power flow method for islanded system, the frequency and voltage control mode for your secure operation, methodologies of load shedding to ensure security in voltage and frequency level, use of Distributed Energy Resources in distribution systems, among others. Moreover, the microgrids tend to be stimulated with the increase of these energy resources and with the need of the utilities for improvements in power quality. Thus, this work presents static studies of grids in a distribution system, in which the voltage levels in the buses and the frequency of the islanded system were investigated and load shedding strategies to maintain voltage levels. In this type of system, the generators must control the voltage and frequency levels of the island microgrid. One of these ways of acting is the droop control mode. For this, simulations were performed in OpenDSS software via COM interface together with MATLAB, using a power flow algorithm for islanded microgrids, which incorporates the characteristics of droop curves. Additionally, load adjustment tools were implemented, both to reduce them, seeking a balance between generation and demand, and to improve the voltage profile, either through redistribution of these loads between the bars or through a shedding. In this sense, worked with a real distribution system in the southeastern region of Brazil, where there is a considerable amount of small hydroelectric power plants. These algorithm steps were evaluated in light, medium and heavy load scenarios and low, intermediate and high generation scenarios. The results obtained for the load cuts that provide the balance between generation and demand are satisfactory, in which it is possible to observe a performance close to the maximum capacity of the droop generators. In addition, the algorithm avoided load shedding due to low voltage levels, through the strategy of redistributing the loads between the microgrid buses. Furthermore, it appears that all bus voltages remained within acceptable limits, showing the effectiveness of this algorithm. The proposed method was validated in a real distribution network, highlighting that this can be a methodology for evaluating investments in microgrids by distributors. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31629 |
| Aparece nas coleções: | AP - Engenharia Elétrica |
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