Análise de desempenho do controle automático integrado de tensão e potência reativa em subestações de distribuição de energia elétrica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Suzuki, Massayuki, 1954-
Data de Publicação: 2020
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/20.500.12733/1640016
Resumo: Orientadores: Fernanda Caseño Trindade Arioli, Tiago Rodarte Ricciardi
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spelling Análise de desempenho do controle automático integrado de tensão e potência reativa em subestações de distribuição de energia elétricaAnalysis of the performance of integrated automatic voltage and reactive power control in electric power distribution substationSistemas de energia elétrica - Distribuidor de cargaReguladores de voltagemSistemas de energia elétrica - Controle de qualidadeFator de potênciaAnálise de séries temporaisEletric power system - DistributionElectric power systems - Automatic controlVoltage regulatorElectric power systems - Quality controlReactive power (Electrical engineering) - PlanningPower factorTime series analysisPotência reativa (Engenharia elétrica)Sistemas de energia elétrica - ControleOrientadores: Fernanda Caseño Trindade Arioli, Tiago Rodarte RicciardiDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: O controle de tensão nas subestações de distribuição, normalmente é feita através de On Load Tap Changers (OLTCs) instalados em transformadores de potência ou por meio de reguladores de tensão (trifásicos ou banco de reguladores monofásicos) na barra inicial dos alimentadores. No final da década de 1990, uma concessionária de distribuição de energia elétrica adotou com sucesso a prática de controle de tensão e potência reativa, com atuação de bancos de capacitores instalados na subestação (como prioritário), seguida pela atuação do regulador de tensão (OLTC) da subestação, em uma estrutura de controle hierárquico. No entanto, em meados de 2006, começaram a surgir reclamações de clientes cujas cargas estavam sendo prejudicadas por oscilações de tensão, devido aos equipamentos eletrônicos importados que exigem uma tensão controlada mais estável, com a tolerância da variação da faixa de tensão bem reduzida. Neste contexto, foram realizadas medições de qualidade de energia nos clientes reclamantes e na subestação que permitiram obter um melhor entendimento do problema causado aos consumidores devido à oscilação de tensão resultante do chaveamento de bancos de capacitores na subestação. Este trabalho retrata os estudos realizados, cujos resultados demonstraram a importância da adoção de medidas que visem à qualidade no fornecimento de energia aos consumidores. Adicionalmente, uma metodologia foi proposta para facilitar a avaliação de desempenho do controle de tensão e reativos em subestações de distribuição, com ênfase em filosofias de controle não convencionais, que priorizam a regulação de tensão através do chaveamento de bancos capacitores instalados nos barramentos de saída para os alimentadores. Tal metodologia baseia-se na sintetização de curvas de carregamento dos alimentadores em alta resolução e no cálculo de fluxo de carga série-temporal para simulação da atuação de taps de transformadores reguladores e da comutação dos bancos de capacitores automáticos. Os estudos de simulação foram aplicados à mesma subestação do caso em estudo com os dados de 2017 e os resultados indicam que a parametrização adequada do controle automático pode melhorar o perfil de tensão e de fator de potência da subestação, reduzindo o número de operações de comutação de taps de transformadores reguladores de tensão em até 42%Abstract: The voltage control in distribution substations is usually done through OLTC (On Load Tap Changers) installed in power transformers or by means of voltage regulators (three-phase or a bank of single-phase regulators) before the head of the feeders. In the late 1990s, an electric power distribution utility successfully adopted the practice of voltage and reactive power control with capacitor banks installed at the substation (as a priority), followed by the voltage regulator (OLTC) of the substation, in a hierarchical control structure. However, in 2006, complains started to arise from customers whose loads were being damaged by voltage fluctuations, due to sensitive electronic equipment that require a more stable and controlled voltage, with a reduced tolerance to voltage variations. In this context, measurements of power quality were made in the point of common coupling of the complaining customers and in the substation, allowing a better understanding of the problem caused by the voltage fluctuation resulting from the switching of capacitor banks in the substation. This work presents the studies carried out, and the results demonstrate the importance of adopting measures that guarantees quality of supply. In addition, a methodology was proposed to facilitate the evaluation of the performance of voltage and reactive power control in distribution substations, with an emphasis on unconventional control philosophies, which prioritize voltage regulation by switching capacitor banks installed on the substation medium voltage bus. Such methodology is based on building synthetic load curves in high resolution and on the calculation of time-series load flow to simulate the actuation of regulator transformer taps and the operation of automatic capacitor banks. The simulation studies were applied to the same substation from the real case study and the results indicate that the proper parameterization of the automatic control can improve the voltage and power factor profile at the substation, reducing the number of voltage regulator switching operations up to 42%MestradoEnergia ElétricaMestre em Engenharia Elétrica[s.n.]Arioli, Fernanda Caseño Trindade, 1984-Ricciardi, Tiago Rodarte, 1986-Silva, Rafael Schincariol daMüller, Heloisa HelenaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSuzuki, Massayuki, 1954-20202020-10-02T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online ( 120 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640016SUZUKI, Massayuki. Análise de desempenho do controle automático integrado de tensão e potência reativa em subestações de distribuição de energia elétrica . 2020. 1 recurso online ( 120 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640016. 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