Contribuições à análise dos impactos da microgeração distribuída por fonte fotovoltaica nos sistemas de distribuição de energia elétrica
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Data de Publicação: | 2024 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41496 http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.340 |
Resumo: | The growth of photovoltaic distributed generation has introduced significant challenges to both the operation and planning of power distribution systems. Currently, operational problems, power quality issues, and protection concerns are very common, directly associated with the high penetration of solar photovoltaic generation systems. Among the most commonly faced problems are voltage violations, exceeding thermal limits of transformers and conductors, increased voltage unbalances and harmonic distortions, as well as high technical losses and improper operation of overcurrent protection systems. In this context, this work aims to present contributions to the analysis of the impacts of photovoltaic distributed generation on power distribution systems through: (a) characterization, through experimental tests, of inverters used in photovoltaic distributed generation, in terms of harmonic and inter-harmonic emissivity, injection of direct current, and short-circuit contribution, since such information is rarely found in manufacturer catalogs; (b) development and construction of a voltage sag generator for conducting short-circuit contribution tests of the tested inverters; (c) development of a methodology for analyzing the hosting capacity of photovoltaic distributed generation considering a stochastic allocation approach in low-voltage circuits involving the most frequently encountered impacts in the distribution system, as well as the application of traditionally adopted mitigation methods; (d) development of a computational tool with a graphical interface for processing hosting capacity analyses; (e) development of a methodology for studying the impact of photovoltaic distributed generation on the protection of power distribution systems, considering a time-domain approach. As a result, important solutions and discussions are presented to assist engineers in better planning and management of photovoltaic distributed generation, contributing to the sustainability and efficiency of distribution networks in the face of the growing use of photovoltaic solar energy. |
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Contribuições à análise dos impactos da microgeração distribuída por fonte fotovoltaica nos sistemas de distribuição de energia elétricaContributions to the Analysis of the Impacts of Distributed Microgeneration from Photovoltaic Sources on Electric Power Distribution SystemsMicrogeração distribuída fotovoltaicaPhotovoltaic distributed generationQualidade da energia elétricaPower qualitySistemas de distribuição de energia elétricaDistribution systemsCapacidade de hospedagemHosting capacitySistemas de proteçãoProtection systemCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIAEngenharia ElétricaGeração de energia fotovoltaicaEnergia elétrica - DistribuiçãoODS::ODS 7. Energia limpa e acessível - Garantir acesso à energia barata, confiável, sustentável e renovável para todos.The growth of photovoltaic distributed generation has introduced significant challenges to both the operation and planning of power distribution systems. Currently, operational problems, power quality issues, and protection concerns are very common, directly associated with the high penetration of solar photovoltaic generation systems. Among the most commonly faced problems are voltage violations, exceeding thermal limits of transformers and conductors, increased voltage unbalances and harmonic distortions, as well as high technical losses and improper operation of overcurrent protection systems. In this context, this work aims to present contributions to the analysis of the impacts of photovoltaic distributed generation on power distribution systems through: (a) characterization, through experimental tests, of inverters used in photovoltaic distributed generation, in terms of harmonic and inter-harmonic emissivity, injection of direct current, and short-circuit contribution, since such information is rarely found in manufacturer catalogs; (b) development and construction of a voltage sag generator for conducting short-circuit contribution tests of the tested inverters; (c) development of a methodology for analyzing the hosting capacity of photovoltaic distributed generation considering a stochastic allocation approach in low-voltage circuits involving the most frequently encountered impacts in the distribution system, as well as the application of traditionally adopted mitigation methods; (d) development of a computational tool with a graphical interface for processing hosting capacity analyses; (e) development of a methodology for studying the impact of photovoltaic distributed generation on the protection of power distribution systems, considering a time-domain approach. As a result, important solutions and discussions are presented to assist engineers in better planning and management of photovoltaic distributed generation, contributing to the sustainability and efficiency of distribution networks in the face of the growing use of photovoltaic solar energy.Tese (Doutorado)O crescimento da geração distribuída fotovoltaica trouxe desafios significativos tanto para a operação quanto para o planejamento dos sistemas de distribuição de energia elétrica. Atualmente, são muito comuns problemas de operação, de qualidade da energia elétrica e de proteção, diretamente associados à alta penetração de sistemas de geração solar fotovoltaica. Entre os problemas mais comumente apresentados, destacam-se as transgressões dos limites de tensão em regime permanente, violações dos limites térmicos de transformadores e condutores, aumento dos indicadores de desequilíbrio de tensão e distorções harmônicas, além de elevação das perdas técnicas e atuações indevidas em sistemas de proteção de sobrecorrente. Nesse contexto, este trabalho de doutorado tem como objetivo apresentar contribuições à análise dos impactos da microgeração distribuída por fonte fotovoltaica nos sistemas de distribuição de energia elétrica por meio de: (a) caracterização, por meio de ensaios experimentais, de inversores utilizados na microgeração distribuída fotovoltaica, em termos de emissividade harmônica e inter-harmônica, injeção de componente contínua e contribuição de curto-circuito, visto que tais informações são dificilmente encontradas em catálogo de fabricantes; (b) desenvolvimento e construção de um gerador de afundamentos de tensão para realização de ensaios de contribuição de curto-circuito dos inversores testados; (c) desenvolvimento de uma metodologia de análise de capacidade de hospedagem da microgeração distribuída fotovoltaica considerando uma abordagem de alocação estocástica em circuitos de baixa tensão envolvendo os impactos mais frequentemente encontrados no sistema de distribuição, assim como a aplicação de métodos de atenuação tradicionalmente adotados; (d) criação de uma ferramenta computacional com interface gráfica para o processamento das análises de capacidade de hospedagem; (e) desenvolvimento de uma metodologia para estudo do impacto da microgeração distribuída fotovoltaica na proteção de sistemas de distribuição de energia elétrica, considerando uma abordagem no domínio do tempo. Como resultado, soluções e discussões importantes são apresentadas para auxiliar engenheiros no melhor planejamento e gerenciamento da microgeração distribuída, contribuindo para a sustentabilidade e eficiência das redes de distribuição diante do crescente uso de energia solar fotovoltaica.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia ElétricaMacedo Junior, José Rubenshttp://lattes.cnpq.br/4480967220539652Barra, Pedro Henrique Aquinohttp://lattes.cnpq.br/8122071734592793Fernandes, Ricardo Augusto Souzahttp://lattes.cnpq.br/0880243208789454Coelho, Ernane Antônio Alveshttp://lattes.cnpq.br/9183492978798433Gondim, Isaque Nogueirahttp://lattes.cnpq.br/3923720937771158Almeida, Lucas Rodrigues de2024-06-04T21:26:54Z2024-06-04T21:26:54Z2024-05-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfALMEIDA, Lucas Rodrigues de. Contribuições à análise dos impactos da microgeração distribuída por fonte fotovoltaica nos sistemas de distribuição de energia elétrica. 2024. 224 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.340.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41496http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.340porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2024-06-05T06:17:44Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/41496Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2024-06-05T06:17:44Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
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