Capacidade de hospedagem de geração distribuída baseada em otimização usando o método de injeção de correntes trifásico a quatro fios
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFJF |
Texto Completo: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15542 |
Resumo: | Este trabalho apresenta uma nova abordagem determinística para calcular a máxima capacidade de hospedagem de geração a ser acomodada em sistemas de distribuição de energia, baseada na formulação de um problema de otimização no qual a função objetivo visa maximizar o montante total de potência ativa injetada na rede sujeito às restrições de desigualdade associadas às magnitudes de tensão nas três fases do sistema, magnitude da tensão do neutro à terra (do inglês Neutral-to-Earth Voltage - NEV ), fluxo reverso na subestação da concessionária e fator de desequilíbrio de tensão. Para calcular o fluxo de carga em sistemas de distribuição de média tensão, as equações do Método de Injeção de Correntes Trifásico a Quatro fios (MICTQ) são incorporadas ao modelo de otimização como restrições de igualdade. A solução é fornecida pelo método da Programação Quadrática Sequencial (PQS) buscando aliar um tempo computacional vantajoso com uma resposta viável e factível que atenda às restrições do problema. Simulações computacionais são realizadas utilizando um sistema teste de 33 barras e um sistema de distribuição de 6,6 kV baseado na modelagem da rede de média tensão da UFJF (Universidade Federal de Juiz de Fora) para comprovar a aplicabilidade da metodologia proposta, mostrando o impacto do condutor neutro nos cálculos referentes à capacidade de hospedagem de geração distribuída em redes de média tensão. Diversos cenários são avaliados analisando-se condições de carga, impedância de aterramento e fator de potência das unidades de geração distribuída. Como contribuição metodológica, tem-se a formulação trifásica a quatro fios para estudos determinísticos de capacidade de hospedagem usando as equações do MICTQ considerando a representação do condutor neutro em sistemas multi-aterrados, sendo uma ferramenta valiosa para estudos de máxima acomodação de energia não despachável em sistemas de média tensão garantindo a qualidade de energia fornecida pelas concessionárias e entregue aos consumidores. |
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Como contribuição metodológica, tem-se a formulação trifásica a quatro fios para estudos determinísticos de capacidade de hospedagem usando as equações do MICTQ considerando a representação do condutor neutro em sistemas multi-aterrados, sendo uma ferramenta valiosa para estudos de máxima acomodação de energia não despachável em sistemas de média tensão garantindo a qualidade de energia fornecida pelas concessionárias e entregue aos consumidores.This paper presents a novel deterministic approach to calculate the maximum hosting capacity of generation to be accomodated in energy distibution systems, based on the formulation of an optimization problem in which the objective function aims to maximize the total amount of active power injected into the network subject to inequality constraints associated with three phase voltage magnitudes, neutral-to-earth voltage (NEV) magnitudes, reverse power flow at the utility substation and voltage unbalance factor. To calculate the load flow in power distribution systems, the Three-Phase Four-Wire Current Injection Method (TPFWCIM) is modeled through equality constraints incorporated into the optimization model. The solution provided by the Sequential Quadratic Programming (SQP) method seeking to combine advantageous computacional time with a viable solution that meets the problem constraints. Computational simulations are performed using a IEEE 33 bus test system and 6.6 kV distribution system based on the modeling of UFJF (Federal University of Juiz de Fora) medium-voltage network in order to prove the applicability of the proposed methodology, showing the impact of the neutral conductor in calculations regarding distributed generation hosting capacity in medium voltage networks. Several scenarios are evaluated by analyzing load conditions, grounding impedance and power factor oof distributed generation units. As a methodological contribution, the four-wire-three-phase formulation for deterministic studies of hosting capacity using the TPFWCIM equations is considered, taking into acount the representation of the neutral conductor in multi-grounded systems, being a valuable tool for studies of maximum accomodation of non-dipatchable energy in medium-voltage systems, ensuring the quality of energy supplied by utilities and delivered to consumers.porUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em Engenharia ElétricaUFJFBrasilFaculdade de EngenhariaAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICACapacidade de hospedagemSistemas de distribuiçãoOtimizaçãoRecursosEnergéticos distribuídosTensão de neutroHosting capacityDistribution systemOpimizationDistributed energy resourcesNeutral voltageCapacidade de hospedagem de geração distribuída baseada em otimização usando o método de injeção de correntes trifásico a quatro fiosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFTEXTmarianadeoliveiraescarati.pdf.txtmarianadeoliveiraescarati.pdf.txtExtracted texttext/plain163251https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15542/4/marianadeoliveiraescarati.pdf.txt55ea140199577ec7986a30fac987a32dMD54THUMBNAILmarianadeoliveiraescarati.pdf.jpgmarianadeoliveiraescarati.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1143https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15542/5/marianadeoliveiraescarati.pdf.jpga2f32f5d4497321977fd97711914e611MD55ORIGINALmarianadeoliveiraescarati.pdfmarianadeoliveiraescarati.pdfapplication/pdf1132202https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15542/1/marianadeoliveiraescarati.pdf1b7623f14c16cdfa3af0d43bb65071e1MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15542/2/license_rdfc4c98de35c20c53220c07884f4def27cMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15542/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53ufjf/155422023-07-11 03:03:59.218oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2023-07-11T06:03:59Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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