Análise de unidades de armazenamento para melhoria das variações rápidas de tensão devido à geração fotovoltaica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Leone, Bruno
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122518
Resumo: Orientadora: Profa. Dra. Ahda Pionkoski Grilo Pavani
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spelling Análise de unidades de armazenamento para melhoria das variações rápidas de tensão devido à geração fotovoltaicaGERAÇÃO FOTOVOLTAICAREDES DE DISTRIBUIÇÃOVARIAÇÕES DE TENSÃOPHOTOVOLTAIC GENERATIONDISTRIBUTION GRIDVOLTAGE VARIATIONSPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENERGIA - UFABCOrientadora: Profa. Dra. Ahda Pionkoski Grilo PavaniDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Energia, Santo André, 2022.Os sistemas fotovoltaicos estão ficando cada vez mais populares no Brasil, este fato se deve a resolução normativa nº 482/2012 (atualizada pela resolução normativa nº 687/2015) da ANEEL que criou as regras de conexão e o sistema de compensação de energia, que permitem que o consumidor gere sua própria energia e injete a energia excedente na rede em troca de créditos. Devido sua característica intermitente, a penetração massiva dos sistemas de geração fotovoltaica na rede de distribuição apresenta impactos nas tensões de alimentadores de média tensão, especialmente, em dias parcialmente nublados. A passagem rápida de nuvens resulta em variações rápidas da potência injetada pelos geradores fotovoltaicos o que impacta em variações de tensão nos alimentadores da rede de média tensão. De forma geral, a conexão de geração fotovoltaica é associada com armazenamento para compatibilizar a curva de carga com a curva de geração fotovoltaica. Como o armazenamento local não é prática em função da possibilidade de injeção da potência na rede da concessionária, uma solução que algumas concessionárias estão adotando é conectar o Battery Energy Storage Systems (BESS) no nível da rede para minimizar esses impactos. Estas baterias são conectadas à rede elétrica através de conversores, os quais podem ser utilizados também para injetar potência reativa na rede. Eles apresentam uma resposta bastante rápida para variação da potência reativa injetada na rede e, dessa forma, podem ser utilizados para suavizar variações rápidas de tensão devido à passagem de nuvens. Neste contexto, é proposto neste trabalho a análise da utilização do controle da potência reativa de unidades de armazenamento em redes de distribuição para melhorar as variações de tensão de rápida duração devido à passagem de nuvens em redes de distribuição com geração fotovoltaica. A proposta é validada utilizando simulações computacionais no software OpenDSS empregando uma rede de distribuição de média tensão. Com este trabalho, verificou-se que o perfil de tensão do sistema é afetado, em maior ou menor grau, dependendo da variação da irradiância, do nível de carregamento do sistema, do local de conexão do GF, local da carga associada à barra, da topologia da rede e do nível de penetração fotovoltaica. Constatou-se que o emprego do controle de unidades de armazenamento para melhoria das variações rápidas de tensão devido á geração fotovoltaica objeto deste estudo é eficiente. Espera-se que a mudança de operação de controle do BESS para regulação da tensão da rede ocorra de maneira muito mais rápida do que o sombreamento causado por nuvens transitórias de um dia parcialmente nublado. Desta forma, o controle do BESS pode acontecer de forma escalonada, buscando ponto a ponto qual o melhor FP para minimizar a variação que está acontecendo naquele momento.Photovoltaic systems are becoming more and more popular in Brazil, due to normative resolution nº 482/2012 (updated by normative resolution nº 687/2015) of ANEEL that created the connection rules and the system of energy compensation, which allow the consumer to generate their own energy and inject the excess of energy into the grid in exchange for credits. Due to its intermittent characteristic, the massive penetration of photovoltaic generation systems in the distribution network impacts the voltages of medium voltage feeders, especially on partially cloudy days. The rapid passage of clouds results in rapid variations in the power injected by photovoltaic generators, which impacts voltage variations in the medium voltage network feeders. This impact could be avoided with the use of photovoltaic generation associated with storage to match the load curve with the photovoltaic generation curve. However, due to the possibility of injecting power into the utility grid local storage is not employed. Thus, a solution that some utilities are adopting is to connect Battery Energy Storage Systems (BESS) at the grid level to minimize these impacts. These batteries are connected to the electrical network through converters, which can also be used to inject reactive power into the network. They present a very fast response to the variation of the reactive power injected into the network and, therefore, they can be used to smooth out fast voltage variations due to the passage of clouds. In this context, this work proposes the analysis of the use of reactive power control of storage units in distribution networks to improve voltage variations of rapid duration due to the passage of clouds in distribution networks with photovoltaic generation. The proposal is validated using computer simulations in OpenDSS software using a medium voltage distribution network. With this work, it was verified that the system voltage profile is affected, to a greater or lesser extent, depending on the irradiance variation, the system loading level, the location of the photovoltaic generation connection, the location of the load associated with the bus, network topology and photovoltaic penetration level. It was found that the use of storage units control to improve the rapid voltage variations due to the photovoltaic generation object of this study is efficient. The change from BESS control operation to grid voltage regulation is expected to occur much faster than the shading caused by transient clouds of a partially cloudy day. In this way, the BESS control can happen in a staggered way, searching point by point for the best PF to minimize the variation that is happening at that moment.Pavani, Ahda Pionkoski GriloSilva, Fabiana Aparecida de ToledoAsano, Patrícia Teixeira LeiteLeone, Bruno2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf93 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122518http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122518&midiaext=79971http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122518&midiaext=79972Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=122518porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-07-01T14:32:24Zoai:BDTD:122518Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2022-07-01T14:32:24Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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