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dc.creatorLandbrug, Glorio Arnaldo-
dc.date.accessioned2025-02-14T11:20:15Z-
dc.date.available2025-02-14T11:20:15Z-
dc.date.issued2024-12-20-
dc.identifier.citationLANDBRUG, Glorio Arnaldo. Controle de tensão adaptativo para sistemas de distribuição com geração fotovoltaica distribuída operando com nuvens. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35964-
dc.description.abstractThe operation of distribution systems with photovoltaic distributed generation units on cloudy days is an increasing challenge. Photovoltaic generation operating under cloud conditions may result in fast power and voltage variations that affect the power quality and performance of step voltage regulators typically used in medium voltage networks. In the context of ancillary services for photovoltaic generation, this work proposes a voltage control approach for photovoltaic distributed generation units operating under shading conditions caused by clouds, which is a typical operating condition. The proposed control uses the variable reactive power margin of the units to determine an adaptive voltage reference. The voltage regulation margin of each photovoltaic generation unit is determined in real-time through a mathematical formulation developed in this work. The proposed volt-var control is local, coordinated with step voltage regulators, and incorporates a dynamic model that takes into account realistic shading conditions. The results show that the control is effective in mitigating voltage fluctuations caused by stochastic power variations in photovoltaic generation and system load, outperforming the conventional fixed reference approach. The proposed control enabled voltage regulation even in conditions with reduced reactive power availability caused by high solar irradiance. Additionally, the formulation to determine the voltage regulation margin was effective to support the voltage regulation process by providing a feasible range of values for the voltage reference of the photovoltaic generation units. This work also proposes an analysis of the rapid power and voltage variations in a distribution system with photovoltaic distributed generation units operating under cloud conditions. The use of realistic operational assumptions, such as control loop modeling, cloud conditions, and dynamic simulations, which are typically not considered simultaneously in other works, constitutes one of the innovative contributions of the performed analyses. The evaluation of the proposed control approach and the analysis of rapid voltage and power variations are carried out through time-domain computer simulations, considering the typical control loops of generation units and different weather conditions synthesized using a fractal geometry-based approach. The IEEE 34-bus distribution system is used as the test system.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.description.sponsorshipFinanciadora de Estudos e Projetos (FINEP)pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paranápt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectGeração distribuida de energia elétricapt_BR
dc.subjectSistemas de energia elétricapt_BR
dc.subjectSistemas de energia fotovoltaicapt_BR
dc.subjectEnergia elétrica - Distribuiçãopt_BR
dc.subjectDistributed generation of electric powerpt_BR
dc.subjectElectric power systemspt_BR
dc.subjectPhotovoltaic power systemspt_BR
dc.subjectElectric power distributionpt_BR
dc.titleControle de tensão adaptativo para sistemas de distribuição com geração fotovoltaica distribuída operando com nuvenspt_BR
dc.title.alternativeAdaptive voltage control for distribution systems with photovoltaic distributed generation operating with cloudspt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoA operação de sistemas de distribuição com unidades fotovoltaicas de geração distribuída em dias nublados é um desafio crescente. A geração fotovoltaica operando sob condições de nuvens pode gerar variações rápidas de potência e tensão que afetam a qualidade da energia e o desempenho dos reguladores de tensão do tipo série, tipicamente utilizados em redes elétricas de média tensão. No contexto dos serviços ancilares para a geração fotovoltaica, esse trabalho propõe uma abordagem de controle de tensão para as unidades fotovoltaicas de geração distribuída operando sob condições de sombreamento causado por nuvens, o que é uma condição operacional típica. O controle proposto utiliza a margem de potência reativa variável das unidades para determinar uma tensão de referência adaptativa. A margem de regulação de tensão de cada unidade fotovoltaica é determinada em tempo real por uma formulação matemática desenvolvida neste trabalho. O controle volt-var proposto é local, coordenado com os reguladores de tensão série, e incorpora um modelo dinâmico que leva em consideração condições realistas de sombreamento. Os resultados demonstram que o controle é eficaz na mitigação das flutuações de tensão causadas por variações estocásticas na geração fotovoltaica e na carga do sistema, superando a abordagem convencional de referência de tensão fixa. A abordagem proposta possibilitou a regulação de tensão mesmo em situações com disponibilidade reduzida de potência reativa causadas por irradiâncias solares elevadas. Além disso, a formulação para determinar a margem de regulação de tensão foi efetiva em apoiar o processo de regulação de tensão, fornecendo um intervalo viável de valores para a referência de tensão das unidades fotovoltaicas. O trabalho também propõe análises das variações rápidas de potência e tensão em um sistema de distribuição com unidades fotovoltaicas de geração distribuída operando sob condições de nuvens. O uso de premissas operacionais realistas, como modelagem das malhas de controle, condições de nuvens e simulações dinâmicas, que tipicamente não são consideradas simultaneamente em outros trabalhos, constitui uma das contribuições inovadoras das análises realizadas. A avaliação da abordagem de controle proposta e as análises de variações rápidas de tensão e potência são realizadas por meio de simulações computacionais no domínio do tempo, considerando as malhas de controle típicas das unidades de geração e diferentes condições meteorológicas sintetizadas por meio de uma abordagem baseada na geometria fractal. O sistema de distribuição com 34 nós do IEEE é utilizado como sistema teste.pt_BR
dc.degree.localPato Brancopt_BR
dc.publisher.localPato Brancopt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0009-0001-8680-4661pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0553593604947729pt_BR
dc.contributor.advisor1Oliveira, Ricardo Vasques de-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-7270-4133pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7510520963824716pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Dranka, Geremi Gilson-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3004093329141780pt_BR
dc.contributor.referee1Cieslak, Dionatan Augusto Guimarães-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-3030-975Xpt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4828386650421973pt_BR
dc.contributor.referee2Vieira Junior, Jose Carlos de Melo-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-0732-9453pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1047893003118791pt_BR
dc.contributor.referee3Oliveira, Ricardo Vasques de-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/7510520963824716pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e de Computaçãopt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia/Tecnologia/Gestãopt_BR
Aparece nas coleções:PB - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e de Computação

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