Impacto de distorções harmônicas no cálculo de perdas técnicas em sistemas de distribuição de energia elétrica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Almeida, Pedro Pereira de, 1995-
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641150
Resumo: Orientadores: Walmir de Freitas Filho, Ricardo Torquato Borges
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spelling Impacto de distorções harmônicas no cálculo de perdas técnicas em sistemas de distribuição de energia elétricaImpact of harmonic distortions in the calculation of technical losses in electric distribution systemsFrequencias harmonicasEnergia elétrica - Distribuição - Controle de qualidadePerdas elétricasEnergia elétrica - DistribuiçãoHarmonic frequenciesPower qualityElectrical lossesOrientadores: Walmir de Freitas Filho, Ricardo Torquato BorgesDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: O cálculo adequado das perdas técnicas em redes de distribuição é de grande importância para as distribuidoras e consumidores, visto que afetam diretamente a receita das concessionárias e a tarifa de energia praticada. Atualmente, a metodologia de cálculo estabelecida pela ANEEL para redes de distribuição de média e baixa tensão considera as perdas técnicas apenas na frequência fundamental, desprezando perdas causadas por distorções harmônicas na rede elétrica. Frente ao crescimento da penetração de componentes (cargas e geradores) não lineares nas redes de distribuição, torna-se necessário avaliar seu efeito nas perdas técnicas das redes de distribuição. Este é o principal objetivo deste trabalho de mestrado. Executa-se uma análise para caracterizar e quantificar o impacto de distorções harmônicas nas perdas técnicas considerando uma concessionária de distribuição de grande porte e, assim, determinar se é necessário incluir tais distorções no cálculo regulatório de perdas técnicas. No estudo, são avaliadas duas metodologias para modelar os espectros harmônicos das cargas e realizar o cálculo de fluxo de carga harmônico. Ambas as metodologias utilizam técnicas probabilísticas para gerar aleatoriamente um conjunto de espectros harmônicos das cargas a partir de dados de medição. Uma vez determinados os espectros harmônicos e realizado o cálculo de fluxo de carga harmônico, é possível quantificar a necessidade ou não da inserção de distorções harmônicas nas simulações para o cálculo de perdas técnicas e, assim, determinar se o método de cálculo regulatório deve ser atualizado para considerá-las. Os resultados de um amplo estudo considerando 1.342 alimentadores reais de uma concessionária de grande porte do Sudeste do país indicam que o impacto das distorções harmônicas nas perdas técnicas totais tende a ser baixo, inferior a 0,7%, desde que os níveis de distorção harmônica de tensão da rede respeitem os limites de qualidade de energia estabelecidos no Módulo 8 do PRODIST. Portanto, a conclusão deste trabalho é que não é necessário alterar a metodologia de cálculo regulatório vigente para incluir o efeito de distorções harmônicas, desde que os níveis de distorção de tensão respeitem os limites regulatóriosAbstract: The computation of technical losses in electrical power distribution systems is paramount for distribution utilities and customers, as they directly affect utilities revenue and energy tariff. The calculation methodology currently adopted by ANEEL for medium and low voltage distribution systems only considers the technical losses at the fundamental frequency, disregarding losses due to harmonics distortions in the system. Due to the increasing penetration of nonlinear components (loads and generators) in the distribution systems, it is necessary to investigate their effects on distribution system losses. This is the main objective of this M.Sc. dissertation. An analysis is conducted to characterize and quantify the impact of harmonic distortions on the technical losses of a large utility and determine if it is necessary to consider such distortions in the regulatory methodology for technical loss calculation. This research investigates two methodologies to model the harmonic spectra of nonlinear loads and execute harmonic load flow calculation. Both methodologies use a probabilistic approach to produce harmonic spectra for the loads based on measurement data. Once this process is completed, it is possible to determine whether harmonic distortions should be included in the technical loss calculation process. Results from a large-scale study considering 1.342 real feeders from a distribution utility from the Southeast of Brazil reveals the impact of harmonic distortions on the technical losses is expected to be low, below 0,7%, as long as voltage distortion levels in the system comply with the regulatory limits established in PRODIST. Therefore, the research concludes that the methodology currently used to calculate technical losses is adequate and the effect of harmonic distortions does not need to be considered if voltage distortion levels are kept below the regulatory limitsMestradoEnergia ElétricaMestre em Engenharia ElétricaCAPES88887.341882/2019-00[s.n.]Freitas Filho, Walmir de, 1971-Borges, Ricardo Torquato, 1989-Arias, Maria Nataly BanolRosentino Juior, Arnaldo José PereiraUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASAlmeida, Pedro Pereira de, 1995-20212021-03-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (99 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641150ALMEIDA, Pedro Pereira de. Impacto de distorções harmônicas no cálculo de perdas técnicas em sistemas de distribuição de energia elétrica. 2021. 1 recurso online (99 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641150. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1162310Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-04-26T17:08:01Zoai::1162310Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-04-26T17:08:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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