Análise e simulação das funções anti-ilhamento aplicadas em sistemas com geração distribuída em média tensão
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | http://app.uff.br/riuff/handle/1/25910 |
Resumo: | Percebe-se, cada vez mais, uma intensa busca por fontes geradoras de energia, fruto da globalização e aumento do consumo e desenvolvimento das populações mundiais. No entanto, o foco está cada vez mais voltado às fontes renováveis e de baixo impacto ambiental, por exemplo, com menor emissão de gases poluentes. Uma delas é a aplicação de Sistemas de Geração Distribuída Fotovoltaica, que se destaca como uma das principais fontes de energia renováveis e não contaminantes ao ambiente. É de extrema importância a aplicação de mecanismos de proteção para a geração distribuída, a fim de garantir que o seu funcionamento seja confiável, seguro e com qualidade satisfatória de energia. Além disso, a proteção deve ser capaz de detectar situações de ilhamento não intencional de geração distribuída. Tal fenômeno acontece quando uma região entra em um estado de operação onde fica energizada somente pelo sistema de geração distribuída podendo ocorrer após alguma falta, emergência ou manobra na rede da Concessionária. Através do software MATLAB/Simulink é realizada a modelagem de um relé digital para estudos de proteção de Sistema de Geração Distribuída Fotovoltaica conectada a um Alimentador de Média Tensão, envolvendo funções de proteção anti-ilhamento. As funções de proteção tipicamente aplicadas para o anti-ilhamento modeladas são: os relés de frequência, taxa de variação de frequência (ROCOF), relé de tensão e de salto vetorial (VS). O relé digital é avaliado em uma Rede Elétrica de 13 barras, sob diferentes condições operativas como: faltas monofásicas e trifásicas, desconexão de linha sem gerar um ilhamento e situação de ilhamento intencional. Os resultados obtidos indicaram que a proteção anti-ilhamento proposta teve operação devida na grande maioria dos cenários operativos e somente na condição onde foi aplicada uma falta trifásica a proteção atuou de modo indevido. O relé de frequência foi o que teve a atuação mais rápida, seguido do relé de taxa de variação de frequência e o relé de tensão. Além disso, pode-se verificar que a aplicação do relé de salto vetorial em um sistema de geração solar fotovoltaico não se mostrou coerente, diferentemente de quando aplicado a um gerador síncrono. |
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Análise e simulação das funções anti-ilhamento aplicadas em sistemas com geração distribuída em média tensãoGeração distribuída fotovoltaicaProteção de sistemas elétricosIlhamentoModelagemSistema fotovoltaicoProteção de sistema elétricoRelé de proteçãoPhotovoltaic distributed generationProtection of electrical systemsIslandingModelingPercebe-se, cada vez mais, uma intensa busca por fontes geradoras de energia, fruto da globalização e aumento do consumo e desenvolvimento das populações mundiais. No entanto, o foco está cada vez mais voltado às fontes renováveis e de baixo impacto ambiental, por exemplo, com menor emissão de gases poluentes. Uma delas é a aplicação de Sistemas de Geração Distribuída Fotovoltaica, que se destaca como uma das principais fontes de energia renováveis e não contaminantes ao ambiente. É de extrema importância a aplicação de mecanismos de proteção para a geração distribuída, a fim de garantir que o seu funcionamento seja confiável, seguro e com qualidade satisfatória de energia. Além disso, a proteção deve ser capaz de detectar situações de ilhamento não intencional de geração distribuída. Tal fenômeno acontece quando uma região entra em um estado de operação onde fica energizada somente pelo sistema de geração distribuída podendo ocorrer após alguma falta, emergência ou manobra na rede da Concessionária. Através do software MATLAB/Simulink é realizada a modelagem de um relé digital para estudos de proteção de Sistema de Geração Distribuída Fotovoltaica conectada a um Alimentador de Média Tensão, envolvendo funções de proteção anti-ilhamento. As funções de proteção tipicamente aplicadas para o anti-ilhamento modeladas são: os relés de frequência, taxa de variação de frequência (ROCOF), relé de tensão e de salto vetorial (VS). O relé digital é avaliado em uma Rede Elétrica de 13 barras, sob diferentes condições operativas como: faltas monofásicas e trifásicas, desconexão de linha sem gerar um ilhamento e situação de ilhamento intencional. Os resultados obtidos indicaram que a proteção anti-ilhamento proposta teve operação devida na grande maioria dos cenários operativos e somente na condição onde foi aplicada uma falta trifásica a proteção atuou de modo indevido. O relé de frequência foi o que teve a atuação mais rápida, seguido do relé de taxa de variação de frequência e o relé de tensão. Além disso, pode-se verificar que a aplicação do relé de salto vetorial em um sistema de geração solar fotovoltaico não se mostrou coerente, diferentemente de quando aplicado a um gerador síncrono.There is an intense search for energy-generating sources, as a result of globalization and increase of consumption and development of world populations. However, this search is mainly focused on renewable sources and low environmental impact, for example, with lower emission of polluting gases. One of them is the application of Photovoltaic Distributed Generation Systems, which stands out as one of the main sources of renewable energy and noncontaminants to the environment. It is extremely important to apply protection mechanisms for distributed generation in order to ensure that its operation is reliable, safe and with satisfactory energy quality. In addition, protection should be able to detect situations of unintentional distributed generation islanding. This phenomenon happens when a region enters on an operational state where it is energized only by the distributed generation system and may occur after some faulty event, emergency or maneuver in the Concessionaire's network. Using the MATLAB/Simulink software, the modeling of a digital relay for protection studies of Photovoltaic Distributed Generation System connected to a Medium Voltage Feeder, involving anti-island protection functions, is performed. The protection functions typically applied for anti-islanding modeled are: frequency relay, Rate Of Change Of Frequency relay (ROCOF), voltage relay and vector shift relay (VS). The digital relay is evaluated in a 13 bus Electrical Network, under different operating conditions such as: single-phase faults and three-phase faults, line disconnection without generating islanding and intentional islanding situation. The results obtained indicated that the proposed anti-islanding protection had proper operation in the vast majority of operational scenarios but it acted improperly in the condition where a threephase fault was applied. The frequency relay was the fastest acting, followed by the rate of change of frequency relay and the voltage relay. In addition, it was found that the application of the vector jump relay in a photovoltaic solar generation system was not coherent, unlike when applied to a synchronous generator.129 p.Lopes, Thales Terrola eOliveira, Carlos Henriques Ventura do RosárioLopes, YonaBiaz, Bruno Martins deTan, Erick Gabriel Carneiro2022-07-29T14:25:42Z2022-07-29T14:25:42Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfTAN, Erick Gabriel Carneiro. Análise e simulação das funções anti-ilhamento aplicadas em sistemas com geração distribuída em média tensão. 2022. 129 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2022http://app.uff.br/riuff/handle/1/25910CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2023-01-11T14:22:11Zoai:app.uff.br:1/25910Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T10:54:57.933331Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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