Estudo de transformadores de estado sólido (SST) em geração fotovoltaica utilizando o software OpenDSS

• Autor(a) principal: Souto Neta, Beatriz da Silva
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/53226
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::GERACAO DA ENERGIA ELETRICA; Transformador de Estado Sólido; Geração distribuída; Sistemas fotovoltaicos; OpenDSS; Controle de tensão; Baixa tensão; Fator de potência; Solid state transformer; Distribuited generation; Fotopholtaic systems; Voltage control; Power factor

A busca por sistemas de Geração Distribuída (GD) possui crescimento significativo atualmente, com destaque especial no que se refere à sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica. Isso porque proporciona a geração de energia por meio de fontes renováveis, ou seja, a partir de recursos que não provocam poluição nem agravos ao meio ambiente. Apesar das vantagens, a instalação de sistemas fotovoltaicos pode provocar aumento de tensão na rede secundária de Baixa Tensão (BT), o que pode acarretar danos a equipamentos e até mesmo por em risco a segurança dos consumidores destas redes. Deste modo, pode ocasionar desligamentos dos inversores dos sistemas GD, devido a variação de tensão, principalmente se esta for elevada acima dos níveis permitidos. Além disso, pode afetar consequentemente o fator de potência, por causa da alta injeção de potência ativa na rede. Por isso, o presente trabalho tem por finalidade realizar o estudo de sistemas de distribuição em que há a presença de sistemas fotovoltaicos instalados na rede de Baixa Tensão (BT), para avaliar como os mesmos afetam parâmetros importantes da rede, como tensão secundária e fator de potência do lado secundário do transformador. Isso foi feito utilizando o OpenDSS, um software livre e recomendado para análises de redes de distribuição. Para o estudo foi considerado um sistema composto por um transformador Delta-Estrela aterrado convencional, cujo lado secundário foi constituído por três cargas distintas. Em seguida, um Transformador de Estado Sólido (Solid State Transformer - SST) foi implementado por meio da integração entre o OpenDSS e a linguagem de programação Python, em que seu controle foi desenvolvido em um algoritmo, com controle de tensão e fator de potência em Baixa Tensão. Desta forma, conectou-se todas as cargas à seus respectivos sistemas fotovoltaicos, para estudo dos efeitos nocivos causados por estes à rede de distribuição; em seguida, foram analisados a influência da potência instalada dos inversores, da seção transversal da linha BT que conecta o transformador às cargas e do comprimento do cabeamento daquela. Após isso, o SST foi aplicado para correção das variações de tensão e dos fatores de potência, em todas as cargas conectadas individualmente. Observou-se que o equipamento foi capaz de atuar em todas as situações, de forma a manter os fatores de potência dentro do limite permitido e corrigir as variações de tensão do lado secundário nos valores determinados. Sendo assim, pode-se concluir que o controle de Baixa Tensão (BT) pode ser um diferencial importante na atuação destes equipamentos, pois garantiu a qualidade de energia nos parâmetros definidos pela ANEEL e concessionárias locais, como esperado.