Determinação do ponto ótimo de conexão de parques eólicos offshore a sistemas interligados considerando a maximização da capacidade de geração de energia

• Autor(a) principal: Vasconcelos, Leandro Almeida
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
• Texto Completo: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12087
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Geração eólica; Conexão de parques eólicos offshore; Máxima penetração de geração eólica; Otimização de sistemas elétricos de potência; Sistemas de potência; Wind generation; Offshore wind farm connection; Maximum wind generation penetration; Optimization of electric power systems; Power systems

Devido às crescentes questões relacionadas ao meio ambiente e ao esgotamento de fontes de energia convencionais, as fontes alternativas de energia, principalmente as renováveis, estão recebendo mais atenção do que nunca. Nesse sentido, a energia eólica é uma das que apresentam maior destaque na conjuntura de investimentos em fontes renováveis no cenário brasileiro e mundial. Em alguns casos, as regiões com alto potencial de geração eólica estão longe dos centros de carga e localizadas em ambiente marítimo; em situações como essa, torna-se interessante a instalação de parques eólicos em ambiente offshore. Nesse cenário, é necessária uma análise abrangente para se determinar o ponto ótimo de conexão de Parques Eólicos Offshore (PEO) à rede principal que garanta a máxima penetração de geração eólica, de forma segura e eficiente, levando-se em consideração questões como o perfil de carga, as gerações convencionais de energia existentes no sistema, os impactos causados pela inserção de fontes de energia renováveis intermitentes na operação da rede, as restrições relacionadas às capacidades das linhas de transmissão e o comportamento da velocidade do vento de todas as regiões potenciais em estudo. Nesse contexto, este trabalho tem por objetivo propor duas metodologias para a determinação do ponto ótimo de conexão de PEO a sistemas interligados considerando a maximização da capacidade de geração de energia. Na primeira metodologia é proposta uma formulação baseada em Programação Não Linear associada a um Fluxo de Potência Linearizado (PNL-CC), em que é possível observar a trajetória de penetração de geração eólica ao sistema até se obter o valor máximo viável, considerando-se a minimização de perdas no sistema de transmissão e apresentando uma estratégia eficiente para a incorporação das restrições ativas referentes ao critério de segurança “N-1”. O segundo método aborda um problema de otimização computacionalmente mais eficiente, em que se propõe uma formulação dividida em duas etapas, ambas baseadas em Programação Não Linear e com uma abordagem de Fluxo de Potência CA (PNL-CA), que determina o ponto ótimo de conexão do PEO, com seus respectivos valores máximos de penetração de geração eólica e de capacidade de geração, considerando-se todos os cenários de contingência (critério de segurança “N-1”), modelados através da técnica de Decomposição Matemática de Benders. As metodologias propostas são aplicadas a sistemas-testes de pequeno, médio e grande porte, de forma a explorar suas características e suas contribuições. Os estudos realizados em sistemas de pequeno e médio porte permitem uma análise do problema com cunho mais tutorial, enquanto que o estudo de sistemas reais de grande porte são capazes de demonstrar a aplicabilidade e eficácia das metodologias propostas em casos práticos.